856
У Всесвіті, де зорі зазвичай змінюються за мільйони чи мільярди років, об’єкт Сакураї став рідкісним винятком. Ця зоря, що неочікувано «загорілася» знову у 1996 році, увійшла в нову, показову фазу свого життя. Команда астрономів за допомогою Дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії в Чилі показала, що зоря розвинула потужний зоряний вітер, типовий для зір Вольфа–Райє. Це коротка, але ключова стадія в житті вмираючих зір, а результати, описані на сайті Scienmag, дають рідкісну можливість стежити за фінальними етапами зоряної еволюції в межах одного людського життя.
Як «мертва» зоря повернулася до життя
Історія об’єкта Сакураї починається з зорі, яка вже мала завершити свою еволюцію. На думку астрономів, вона колись була схожа на Сонце: мільярди років спокійно спалювала водень у ядрі, поки не вичерпала паливо. Після цього зоря припинила термоядерні реакції й почала перетворюватися на білий карлик — гаряче щільне ядро, що мало б просто повільно охолоджуватися у темряві космосу.
Однак у надрах зорі стався надзвичайно рідкісний процес — так званий дуже пізній тепловий спалах. Глибоко всередині залишку раптово знову запалився шар гелію, відновивши термоядерний синтез у тому, що вважалося «меревом вуглинкою».
Наслідки виявилися драматичними. Зоря швидко роздулася та охолола, викинувши у простір велику кількість речовини. Фактично вона тимчасово повернулася в більш ранню, роздуту стадію свого життя, ніби відмотавши мільярди років еволюції за космічну мить. Саме через цю разючу «зворотну» еволюцію астрономи називають об’єкт Сакураї переродженою зорею.
Рідкісний клас подій і випробування теорій
Такі події майже неможливо «зловити» наживо. Лише дві зорі коли-небудь спостерігалися під час подібного переродження: об’єкт Сакураї та V605 Орла (V605 Aquilae), який пережив аналогічну подію приблизно на вісімдесят років раніше.
Моделі зоряної еволюції передбачають, що дуже пізні теплові спалахи мають траплятися у невеликої частки зір малої та середньої маси на підході до стадії білого карлика. Для теорії кожен спостережуваний випадок надзвичайно важливий. Розрахунки вказують, з якою швидкістю зоря має роздутися, охолонути, викинути оболонку, а потім знову нагрітися. Але без реальних даних ці прогнози лишаються майже неперевіреними. Об’єкт Сакураї став саме тим тестовим прикладом, якого давно бракувало теоретикам.
Зоря за завісою пилу і гігантська оболонка
Досліджувати перероджену зорю було непросто. Після спалаху 1996 року вона сховалася за щільними хмарами газу й пилу, які сама ж і викинула. Ця завіса сильно затуляє саме світло зорі, тож астрономам доводиться покладатися на непрямі ознаки її змін.
Речовина, викинута під час переродження, досі розширюється. Радіоспостереження за допомогою інтерферометра ALMA показали, що оболонка простягається на область, співмірну з розмірами всієї нашої Сонячної системи. Це яскраве свідчення того, скільки маси зоря втратила за порівняно короткий час.
Як Дуже великий телескоп «бачить» невидиму зорю
Щоб з’ясувати поточний стан об’єкта Сакураї, команда пішла іншим шляхом. Вони проаналізували світло, зібране Дуже великим телескопом, і порівняли його з комп’ютерними моделями атмосфер і вітрів зір Вольфа–Райє — надгарячих і яскравих об’єктів із потужними, швидкими потоками речовини.
Співставивши спостережений спектр із цими моделями, дослідники виявили характерні сліди вуглецю та гелію у випромінюванні об’єкта Сакураї. Ці «хімічні відбитки» дали змогу визначити температуру зоряної поверхні, склад та властивості зоряного вітру — фактично відтворити стан зорі, яку напряму побачити майже неможливо.
Результати показують, що об’єкт Сакураї знову змінюється. Температура його поверхні зараз оцінюється у діапазоні приблизно від 27 000 до 36 000 К, що означає суттєве нагрівання після вибухоподібної події майже тридцятирічної давнини.
Повільніше від прогнозів: що це означає для моделей
Таке повторне нагрівання — критична частина передбачуваної послідовності подій. Після дуже пізнього теплового спалаху перероджена зоря має поступово стискатися й ставати гарячішою, спалюючи свіжозапалений гелій, а потім повернутися до «траєкторії охолодження» білого карлика.
Швидкість цього нагрівання — один із ключових параметрів, що дозволяє розрізняти конкуруючі теоретичні моделі. За словами професора Альберта Зілстри (Albert Zijlstra) з Центру астрофізики Джодрелл-Бенк Манчестерського університету, більшість зір еволюціонує настільки повільно, що астрономи змушені порівнювати різні зорі на різних стадіях, аби скласти «загальну картину» їхнього життя. Об’єкт Сакураї натомість змінюється відчутно всього за кілька десятиліть, дозволяючи спостерігати еволюцію майже в режимі реального часу.
Нові вимірювання показують, що зоря нагрівається повільніше, ніж передбачали деякі попередні моделі. Це дає дослідникам важливий інструмент для перевірки теорій: сценарії, які прогнозували надто швидке повернення до високих температур, тепер потребують перегляду, тоді як моделі зі повільнішим «підйомом» можуть виявитися точнішими.
Кожне нове вимірювання температури та параметрів вітру звужує коло можливих описів дуже пізніх теплових спалахів і уточнює наше розуміння того, що відбувається, коли вмираюча зоря на короткий час знову «оживає».
Два переродження замість однієї історії
Порівняння з V605 Орла додає ще один вимір до цих результатів. Аналіз свідчить, що об’єкт Сакураї нині перебуває на більш ранній стадії еволюції, ніж V605 Орла, який пережив своє переродження приблизно вісімдесят років тому.
Оскільки обидві зорі зазнали того самого рідкісного феномену, але в різний час, вони фактично дають два «кадри» однієї послідовності, розділені десятиліттями. У міру того як об’єкт Сакураї продовжить нагріватися і рухатися до стадії білого карлика, він має пройти етапи, через які V605 Орла вже минув. Це дозволить перевірити, чи справді обидві зірки слідують однаковим шляхом.
Команда планує й надалі спостерігати за об’єктом Сакураї впродовж наступних років. Вони очікують, що це дозволить значно краще описати одну з найшвидших і найнезвичніших фаз зоряної еволюції — етап, який перетворює повільну космічну історію на процес, за яким можна стежити у межах наукової кар’єри однієї людини.
Перероджена зоря об’єкт Сакураї показує еволюцію в реальному часі з’явилася спочатку на Цікавості.
