Некоторые звезды настолько массивны и энергичны, что в миллион раз ярче Солнца. Этот тип звезд доминировал в ранней Вселенной, играя ключевую роль в ее развитии и эволюции. Первых звезд такого типа уже больше нет, но современная Вселенная все еще формирует звезды этого типа.
Эти горячие голубые звезды излучают мощную ультрафиолетовую энергию, которую Хаббл может обнаружить со своего места на низкой околоземной орбите.
В декабре 2023 года астрономы завершили трехлетнее исследование этих горячих звезд. Это одно из крупнейших и самых амбициозных исследований Хаббла. Она называется ULLYSES (Библиотека молодых звезд ультрафиолетового наследия как основные стандарты), и в ней астрономы собрали подробную информацию почти о 500 звездах.
УФ-излучение горячих молодых звезд дает представление о некоторых процессах внутри этих звезд. УФ-излучение невозможно наблюдать с Земли, потому что его блокирует озоновый слой. Это одна из причин, по которой был построен Хаббл. Со своего места он может собирать УФ-изображения высокого разрешения. Это стимул для ULLYSES.
Обзор не содержит изображений всех звезд. Вместо этого «Хаббл» собрал спектры 220 звезд и объединил их с архивными данными «Хаббла» еще по 275 звездам. Мощные наземные телескопы также внесли свой вклад, хотя и не в УФ. В результате получился очень богатый набор данных, состоящий из подробных спектров как горячих, ярких, массивных звезд, так и холодных, тусклых звезд малой массы.
«Я верю, что проект ULLYSES будет преобразующим, повлияющим на всю астрофизику – от экзопланет до влияния массивных звезд на эволюцию галактик и к пониманию самых ранних стадий развивающейся Вселенной», – сказала Джулия Роман-Дюваль, руководитель группы реализации ULLYSES в Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд. «Помимо конкретных целей программы, звездные данные также могут быть использованы в областях астрофизики способами, которые мы пока не можем себе представить».
Спектры могут рассказать астрономам больше, чем просто металличность звезд. Они также могут выявить мощные звездные ветры, исходящие от горячих голубых звезд.
Спектры также показывают металличность звезд. Звезды с более низкой металличностью обычно старше звезд с более высокой металличностью. Критическая часть звездной металличности касается содержания железа. Астрономы используют содержание железа и его соотношение с водородом для датировки звезд в зависимости от соотношения железа и водорода на нашем Солнце.
В «Улиссе» Хаббл нацелился на горячие голубые звезды в близлежащих галактиках с низкой металличностью, которые могли существовать в ранней Вселенной. На тот момент существования Вселенной они не содержали бы ничего тяжелее водорода и гелия. Этот тип галактик был распространен в самой ранней Вселенной. Только после того, как эти горячие молодые звезды умрут и распространят созданные ими элементы внутри себя, станут доступны более тяжелые элементы, необходимые для каменистых планет, воды и даже жизни. «Наблюдения ULLYSES являются ступенькой к пониманию этих первых звезд и их ветров во Вселенной, а также того, как они влияют на эволюцию своей молодой родительской галактики», — сказал Роман-Дюваль.
УЛЛИС также наблюдал звездные аналоги массивных горячих звезд: холодные, красные, маломассивные и тусклые звезды. В то время как более массивные звезды формируются быстро, ярко горят и вскоре умирают, с этими все наоборот. Они формируются дольше, они более тусклые и сохраняются гораздо дольше. Но они по-прежнему излучают ветры и энергию, которые формируют их окружение. Их называют звездами Т-Тельца, звездами настолько молодыми, что они все еще растут.
Несмотря на свою меньшую массу, эти звезды излучают мощное излучение. Известно, что во время своего формирования они испускают мощные выбросы как ультрафиолетового, так и рентгеновского излучения.
Остаются нерешенными вопросы о звездах Т-Таури и о том, как они себя ведут. Некоторые из их процессов скрыты. Но спектры Хаббла от УЛИСС могут дать некоторые ответы. Они могут показать, сколько энергии выделяют звезды Т-Тельца по мере роста и насколько сильны их ветры. Их мощные ветры могут изменить их протопланетные диски, сдувая материал и делая его недоступным для формирования планет. В некоторых случаях мощная энергия этих звезд может уничтожить обитаемость любых планет, формирующихся вокруг них.
Данные ULYSSES не предназначены для ответа на какой-либо конкретный вопрос. Скорее, это огромная база данных подробных спектров, к которой исследователи могут обращаться для будущих исследований. Основная цель — предоставить углубленную базу данных спектров молодых звезд, которые находятся в первые 10 миллионов лет своей жизни.
«Более полное понимание формирования и жизни молодых звезд связано со многими другими областями астрономии, включая формирование и эволюцию галактик, механику и потерю массы сверхновых, то, как окружающая среда звезд влияет на формирование планет и какую роль могут играть их выбросы. в составе межзвездной среды, газа и пыли между звездами в галактике», — поясняет сайт ULYSSES.
УЛИСС — это программа наблюдений, разработанная исследовательским сообществом для исследовательского сообщества. В более широком смысле, он также служит тем из нас, кто любит следить за тем, как исследователи открывают новые вещи о Вселенной.
«ULLYSES изначально задумывался как программа наблюдений с использованием чувствительных спектрографов Хаббла. Однако программа была значительно улучшена благодаря скоординированным и вспомогательным наблюдениям под руководством сообщества с другими наземными и космическими обсерваториями», — сказал Роман-Дюваль. «Такой широкий охват позволяет астрономам исследовать жизнь звезд в беспрецедентных деталях и нарисовать более полную картину свойств этих звезд и того, как они влияют на окружающую среду».
