Подобно артисту, готовящемуся к большому финалу, далекая звезда сбрасывает свои внешние слои и готовится взорваться как сверхновая.
Астрономы наблюдают огромную звезду WOH G64 с момента ее открытия в 1970-х годах. Это одна из крупнейших известных звезд, а также один из самых ярких и массивных красных сверхгигантов (RSG). Звезда окружена оболочкой из выброшенного звездного вещества, что может указывать на то, что она готовится взорваться.
WOH G64 находится не в Млечном Пути; он находится в Большом Магеллановом Облаке (БМО), крупнейшей галактике-спутнике Млечного Пути. Получение этих детальных изображений – настоящий подвиг для интерферометра Очень Большого Телескопа ESO. Это также большое достижение для команды ученых, создавших изображение.
Они опубликовали свои изображения и результаты наблюдений звезды в журнале «Астрономия и астрофизика». Их исследование называется «Изображение самой внутренней околозвездной среды красного сверхгиганта WOH G64 в Большом Магеллановом Облаке». Ведущий автор — Кейичи Онака, астрофизик из Университета Андреса Белло в Чили.
«Эта звезда — одна из самых экстремальных в своем роде, и любое радикальное изменение может приблизить ее к взрывному концу».
Жакко ван Лун, соавтор исследования, Кильская обсерватория
«Значительная потеря массы в фазе красного сверхгиганта (RSG) имеет большое значение для эволюции массивных звезд до того, как они закончат свою жизнь во взрыве сверхновой (SN)», — пишут исследователи в своей статье. Понимание происхождения сверхновых (SNe) важно из-за роли, которую они играют во Вселенной. Эти массивные звезды создают тяжелые элементы посредством нуклеосинтеза, а затем распространяют их по окружающей среде при взрыве. Эти тяжелые элементы делают возможными каменистые планеты. Ударные волны SNe также могут сжимать газ в своих окрестностях, что может спровоцировать рождение новых звезд. Лучшие изображения звезд, приближающихся к своим взрывным концам, помогают астрономам лучше их понять.
«Впервые нам удалось получить увеличенное изображение умирающей звезды в галактике за пределами нашего Млечного Пути», — сказал ведущий автор Онака.
WOH G64 (далее WOH) находится на расстоянии 160 000 световых лет от нас. Несмотря на то, что красный сверхгигант — это чудовище, которое в 2000 раз больше Солнца, это огромное расстояние. И все это благодаря VLTI и одному из его новых инструментов под названием GRAVITY. Это мощный инструмент, установленный на VLTI в 2015 году.
Когда Онака и его коллеги увидели изображения, они были в восторге. На изображениях виден кокон пыли, окружающий звезду, что свидетельствует о том, что она содрогнулась и потеряла некоторые из своих внешних слоев.
«Мы обнаружили кокон яйцеобразной формы, окружающий звезду», — сказал ведущий автор Онака. «Мы взволнованы, потому что это может быть связано с резким выбросом материала из умирающей звезды перед взрывом сверхновой».
Онака и его коллеги уже давно наблюдают за WOH, но им пришлось дождаться появления более совершенных инструментов, чтобы рассмотреть их поближе.
Помимо прочего, они заметили, что за последнее десятилетие звезда потускнела.
Герд Вайгельт — профессор астрономии Института радиоастрономии Макса Планка и соавтор исследования. «Мы обнаружили, что за последние 10 лет со звездой произошли значительные изменения, что дает нам редкую возможность стать свидетелем жизни звезды в реальном времени», — сказал Вайгельт. На последних стадиях своей жизни красные сверхгиганты, такие как WOH G64, теряют внешние слои газа и пыли в процессе, который может длиться тысячи лет.
Жакко ван Лун, директор Кильской обсерватории Кильского университета в Великобритании, наблюдает WOH с 1990-х годов. «Эта звезда — одна из самых экстремальных в своем роде, и любое радикальное изменение может приблизить ее к взрывному концу», — сказал Кил.
Имея в прошлом более ограниченные данные, Онака смоделировал, как может выглядеть пылевая среда. Эти модели и наблюдения предсказывали форму, отличную от той, которую показывают изображения GRAVITY.
На изображениях видна вытянутая и компактная область излучения в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR), окружающая звезду. Это говорит о том, что возле звезды образовалась новая горячая пыль, которая помогает затемнить саму звезду. За последнее десятилетие NIR-континуум звезды сместился, что также подтверждает новую гипотезу пыли. Более ранние изображения, сделанные до 2003 года, показывают большее поглощение водорода, чем недавние изображения.
Другие наблюдения звезд RSG также показывают, что их околозвездная среда не имеет сферической формы. Например, пыль, окружающая остаток SN1987A, также не имеет сферической формы. Астрофизики полагают, что эта пыль была выброшена звездой-прародительницей SN1987A до того, как она превратилась в синий сверхгигант и взорвалась.
Удлиненная коконная форма выбросов имеет два возможных объяснения. «Удлиненное излучение может быть связано с биполярным истечением вдоль оси пылевого тора», — поясняют авторы. «В качестве альтернативы, удлинение может быть вызвано взаимодействием с невидимым спутником».
Несферические структуры являются обычным явлением, и исследователи хотят лучше понять это явление. «Учитывая высокий уровень множественности среди массивных звезд, асимметричная, повышенная потеря массы в фазе RSG, которая может быть вызвана двойным взаимодействием, важна не только для лучшего понимания эволюции массивных звезд, но и для интерпретации спектров SN на ранней стадии. », — поясняют авторы.
К сожалению, наблюдать за WOH становится все сложнее. Пыль закрывает звезду. «Образование новой горячей пыли также означает, что центральная звезда теперь более затемнена, чем в эпоху до 2009 года», — объясняют авторы, и если звезда продолжит сбрасывать материал, звезда станет тусклее.
Но новые инструменты могут помочь. Преемник GRAVITY, GRAVITY+, развертывается постепенно и будет завершен в 2026 году.
«Подобные последующие наблюдения с помощью инструментов ESO будут важны для понимания того, что происходит со звездой», — заключил Онака.
WOH G64 готовится взорваться, но это не значит, что он неизбежен с точки зрения продолжительности человеческой жизни. Никто из ныне живущих не станет свидетелем взрыва. Однако, если говорить о звездах, смерть звезды может быть неминуемой.
Возможно, наши далекие потомки, если они у нас будут, станут свидетелями этого.
