Астрономам удалось рассмотреть "сброшенную кожу" древней звезды

Звёзды как люди. Издалека все на одно лицо, но стоит внимательнее приглядеться, и обнаруживаешь, что это единство непохожих. Яркие гиганты и тусклые заурядные карлики, у которых, впрочем, иногда обнаруживаются похожие на Землю планеты, да ещё и с жидкой водой. Совсем молодые звёзды и уже умершие от старости, но продолжающие загадывать астрономам загадки. Некоторые из них очень быстро вращаются, а другие летят в пространстве с огромными скоростями.

U Antliae – звезда старая и холодная, примерно в два раза холоднее Солнца. Она расположена в маленьком и тусклом созвездии Насос, которое можно наблюдать зимой в южных районах страны. Но и тогда звезду, удалённую на 900 световых лет, можно увидеть лишь в бинокль. Водород и гелий в её недрах уже закончились. Жизнь светила тоже подходит к концу, её вещество рассеивается по Вселенной.

Это очень интересная стадия, к которой у астрономов множество вопросов. Как звезда теряет массу – плавно или в серии кратких выбросов? Если верно первое, то как долго продолжается процесс, а если второе, то как часто происходят выбросы и сколько вещества светило может "выплюнуть" за один раз? Как потом этот газ движется в пространстве?

Новое исследование международной группы астрономов во главе с Францем Кершбаумом (Franz Kerschbaum) из Венского университета, возможно, даст ответы хотя бы на некоторые из этих вопросов. Несколько "пузырей" сброшенного вещества вокруг U Antliae были замечены давно, но впервые одну из таких оболочек удалось рассмотреть в подробностях.

Исследователи использовали радиотелескоп ALMA, расположенный в пустыне Атакама в Чили. Уникально сухой и чистый воздух высокогорной чилийской пустыни (5000 метров над уровнем моря) позволяет прибору принимать волны субмиллиметровой длины – это уже почти не радиоволны, а инфракрасное излучение. Обычно этот диапазон недоступен для наземных телескопов из-за пыли, водяного пара и углекислого газа. А на сантиметровых волнах, на которых работает большинство радиотелескопов, или на длинах волн в десятые доли микрона, где царство оптических инструментов, заметить сброшенную звездой "кожу" почти невозможно.

Правда, её можно наблюдать ещё в радиотелескопы миллиметрового диапазона, призвать на помощь орбитальные инфракрасные инструменты и использовать рассеяние звёздного света на ней. Но то, что удалось получить с помощью ALMA – это не просто изображение. Телескоп вёл наблюдения одновременно на нескольких длинах волн, составляя трёхмерный массив данных. С помощью верного друга астрономов – эффекта Доплера, о котором мы недавно рассказывали, – удалось измерить скорость движения выброшенных масс вещества.

Всё это позволило разглядеть звёздную оболочку с беспрецедентной точностью и пролить свет на её историю. "Пузырь" оказался удивительно тонким и идеально круглым. Впрочем, на пределе возможностей телескопа удалось различить, что поверхность шара не гладкая, а как будто сплетена из тонких нитей. Учёные предполагают, что это результат взаимодействия потоков вещества, истекавших из звезды с разной скоростью.

По расчётам команды Кершбаума, эта сфера звёздного газа была исторгнута примерно 2700 лет назад (плюс те 900 лет, которые понадобились свету, чтобы добраться до Земли). Отделение слоя произошло по астрономическим меркам очень быстро – всего за несколько сотен лет. За эти столетия U Antliae потеряла несколько тысячных долей массы Солнца. После этого звезда тоже утрачивала вещество, но в тысячи раз медленнее.

Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Заметим, что детальное изучение поверхности умирающих звёзд уже преподносило астрономам сюрпризы. Не так давно мы писали о неведомой силе, которая выталкивает вещество из глубин Антареса. Её природу астрономам ещё предстоит выяснить.

Понять детали жизненного цикла звёзд очень важно. В некотором смысле мы у них в долгу. Ведь после Большого взрыва, в эпоху синтеза первых атомных ядер, не образовалось ничего, кроме водорода, гелия и лития. Углерод, азот и кислород, из которых в основном и состоит наше тело, родились в недрах звёзд. Мы – термоядерный пепел. Мы живём, потому что умирают звёзды. Солнце – звезда третьего поколения.