Песчаные бури в далеких мирах
Впечатление художника от песчаной бури вокруг одной из наблюдаемой красной гигантской звезды. (Фото: Анна Мэйял (Mayall Mayall))
Alien sandstorms
Астрономы заглянули в звездные песчаные бури
Международная группа астрономов обнаружила потенциальное объяснение того, как красные звезды-гиганты теряют большую часть своей массы в конце жизни, процесс, который в настоящее время не совсем понятен. Используя новые методы наблюдения, исследователи пристально рассмотрели пылевые оболочки, окру-жающие эти умирающие звезды, что дало им информацию о том, что вызывает мощный «суперветер» пылевых частиц, приводящий к тому, что звезды теряют массу. Большая часть этой звездной пыли состоит из силикатов, которые идут на формирование планет, таких как Земля.
Небесный образ жизни
К концу своей жизни, звезды промежуточной массы - с массой 0,6-10 солнечных масс - выбрасывают большую часть своей внешней оболочки в виде медленного, плотного ветра. Этот «суперветер» случается с периодом в 10000 лет, он в 100 миллионов раз сильнее солнечного ветра и уносит почти половину массы звезды, оставляя после себя угасающий звездный остаток.
Проблема этой модели, однако, в объяснении того, сколько массы уносит «супер-ветер». Это потому, что трудно заметить газ и пыль, находящиеся очень близко к своей родительской звезде. Современная теория предполагает, что «суперветер» происходит из-за ускорения мелких пылевых частичек в оболочках окружающих звезды. Эти частички, как говорят, поглощают звездный свет, который передает им импульс и сдувает пыль со звезды. Проблема модели в том, что размер пылинок по оценкам таков, что свет от звезды, приведет к тому, пыль будет сублимировать прежде, чем она будет унесена.
Разоблачение звездной пыли
В недавней работе, опубликованной в
Nature
, группа во главе с Барнаби Норрис (Barnaby Norris) из университета Сиднея, Австралия, рассмотрела три красных гигантских звезды и их пылевые оболочки при помощи очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в Чили. Исследователи использовали метод, известный как «диафрагмо-маскировочная поляриметрическая интерферометрия» ("aperture-masking polarimetric interferometry"), чтобы посмотреть на красные гиганты, а также другие звезды с пылью и проверить свои методы обнаружения. Участник группы Альберт Цижлстра (Albert Zijlstra), из Манчестерского университета, Джодрелл Бэнк обсерватории в Великобритании, поясняет, что использо-вание «диафрагмо-маски» в инфракрасном приборе вместе с поляриметром представляет собой комбинацию, которая ранее не использовалась для этой цели. «Диафрагмо-маска применяется на одном телескопе в комбинации с гораздо меньшими телескопами, которые затем могут быть использованы в качестве интерферометра. Это дает отличное, воспроизводимое качество изображения за счет снижения чувствительности», объясняет он. Используя данные наблюдений, ученые разработали модель для определения радиуса пылевой оболочки и количество света, рассеянного оболочкой для каждой длины волны.
Моделирование изображения пылевой оболочки вокруг красного гиганта
Смоделированное изображение, полученное по данным пылевой оболочки вокруг красного гиганта W Hydrae. Показано для двух поляризаций света: горизонтальной и вертикальной. Это эквивалентно просмотру пылевой оболочки через поляризованные очки, с очками в горизонтальном положении (изображение слева) и в вертикальном (справа). Изображение звезды в центре пылевой оболочки не следует из этих наблюдений и приведено в иллюстративных целях. Солнце (маленькая одинокая точка) изображено для масштаба. (Источник: Барнаби Норрис (Barnaby Norris))
Все ближе и больше
Исследователи обнаружили, что пыль существует гораздо ближе к звездам, чем считалось ранее - менее чем два звездных радиуса. Они также обнаружили, что пылинки намного больше по размеру, чем ожидалось, почти микрометр в попе-речнике, или радиусом около 300 нм, - это довольно большие для звездного ветра частицы. При таких размерах пылинки прозрачны для света звезды, и поэтому не будут сублимированы интенсивным светом. Хотя прозрачность и предполагает, что пылинки не приводятся в движение, формируя ветер, исследователи говорят, что ускорение происходит в результате рассеяния, а не поглощения. Эти крупные пылинки разгоняются до скорости 10 км/с, создавая по сути «звездную песчаную бурю».
Альберт Цижлстра говорит, что работа позволяет по новому взглянуть на «супер-ветер», и процесс эволюции звезд. «Пыль и песок в суперветре переживут звезду, а затем станут частью космических облаков, из которых формируются новые звезды. Песчинки станут строительным материалом для планет. Наша собственная планета была сформирована из звездной пыли. Сейчас мы сделали большой шаг вперед в понимании этого цикла жизни и смерти», говорит он.
Интересно, что же всё-таки первично Звёзды или космическая пыль и газы? Звёзды выбрасывают пыль в больших количествах из которой создаются новые звёзды, которые потом выбрасывают пыль. В этом замкнутом круге не всё в порядке с логикой. Более правильно что Звёзды образуются другим путём и производят пыль и газы в процессе своей жизнедеятельности.