57 способов поймать умирающую звезду: астрономы получили представление о том, что произойдет, когда наше Солнце умрет
- При покупке по ссылкам на наши статьи, Future и его партнеры по синдикации могут получить комиссию.
Астрономы наблюдали 57 различных «лиц» далекой взрывающейся звезды, используя различные молекулы, чтобы захватить различную картину звездной смерти и ее воздействия на окружающую среду.Исследование может дать нам более полное предсказание того, что произойдет с Солнцем примерно через 5 миллиардов лет, когда оно начнет свои собственные предсмертные агонии и разбухнет как красная гигантская звезда, поглощая свои внутренние планеты, включая Землю.
Наблюдения проводились с использованием массива Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), состоящего из 66 радиоантенн на севере Чили, которые объединяются для создания крупнейшего астрономического проекта.
Умирающая звезда, исследуемая ALMA при помощи Очень Большого Телескопа (VLT), является W Гидрой, красным гигантом или звездой AGB, расположенной в 320 световых годах от Земли. ALMA смотрела на этого красного гиганта совершенно по-новому, наблюдая за выбросами и поглощением света 57 различными молекулами, так называемыми спектральными линиями, каждая из которых показывает другой слой турбулентной и бурной атмосферы W Гидры.
«С помощью ALMA мы теперь можем видеть атмосферу умирающей звезды с уровнем ясности, похожим на то, что мы делаем для Солнца, но с помощью десятков различных молекулярных представлений», — сказал руководитель команды Кейити Охнака из Университета Андреса Белло (Чили). — Каждая молекула раскрывает другое лицо W Hydrae, открывая удивительно динамичную и сложную среду.
Сочетание данных ALMA и VLT/SPHERE позволяет нам связывать движения газа, молекулярную химию и образование пыли почти в режиме реального времени — что до сих пор было трудно.
Различные молекулы рассказывают разные истории о умирающих звездах
Исключительная чувствительность ALMA, которая способна захватывать эквивалент захвата рисового зерна на расстоянии 6,2 мили (10 километров) от Земли, позволила команде увидеть смещающиеся структуры внутри красного гиганта и его атмосферы. Они включали в себя «сгустки, дуги и плюмы», которые варьировались в зависимости от изученной молекулы. Различные молекулы предлагают уникальные виды W Гидры, потому что спектральные линии, видимые ALMA, оптические «отпечатки пальцев» различных химических веществ, образуются в разных условиях.
Если рассматривать красного гиганта в этих различных спектральных линиях, он был раздут во много раз больше своего первоначального размера. На самом деле, если бы он был расположен там, где находится Солнце в Солнечной системе, его внешние слои поглотили бы планеты вплоть до орбиты Марса. Эти расширенные области выглядят как облака, которые вылеплены ударами, пульсациями и переносом тепла от центральной звезды.
Наблюдения ALMA показали изменение движения газа вокруг W Hydrae, когда газ ближе к сердцу красного гиганта брел наружу со скоростью около 22 400 миль в час (36 000 км / ч), в то время как газ в более высоких слоях падает внутрь со скоростью около 29 000 миль в час (46 000 км / ч). Это создает постоянно меняющуюся слоистую структуру потока, которая соответствует 3D-моделированию того, как конвективные клетки и удары, вызванные пульсацией, формируют атмосферу красных гигантов.
Одним из наиболее примечательных элементов выводов команды стало открытие наблюдаемых молекул и новорожденной пыли, которое появилось, когда результаты ALMA сравнивались с данными, собранными инструментом VLT SPHERE. Тот факт, что два набора наблюдений были сделаны всего за девять дней между ними, позволил команде связать газовую химию с образованием пыли в реальном времени. Команда обнаружила, что молекулы, такие как монооксид кремния, водяной пар и монооксид алюминия, появляются именно там, где в данных VLT были замечены комковатые пылевые облака. Это указывает на то, что эти химические вещества непосредственно участвуют в образовании пылевых зерен.
Они также обнаружили, что другие молекулы, такие как монооксид серы, диоксид серы, оксид титана и, возможно, диоксид титана, перекрываются с пылью в некоторых регионах вокруг W Hydrae и поэтому могут способствовать образованию пыли посредством ударной химии.С другой стороны, было обнаружено, что молекулы, такие как цианистый водород, образуются близко к звезде, но, по-видимому, не участвуют непосредственно в образовании пыли.
Умирающие звезды, такие как W Hydrae, сбрасывают свои внешние слои, они обогащают свое космическое окружение или межзвездную среду молекулами, которые становятся строительными блоками новых звезд и планет.Это исследование и наблюдения за образованием пыли и оттоками от красного гиганта могут помочь лучше понять, как звезды AGB теряют массу, одну из самых давних нерешенных проблем в звездной астрофизике.
Больше в науке
«Потеря массы в звездах AGB является одной из самых больших нерешенных проблем в звездной астрофизике, — сказал член команды Ка Тат Вонг из Университета Уппсалы. — С ALMA мы теперь можем непосредственно наблюдать регионы, где начинается этот отток, где взаимодействуют шоки, химия и образование пыли. W Hydrae дает нам редкую возможность проверить и доработать наши модели с реальными, пространственно разрешенными данными».
Гидры могут также выступать в качестве научного хрустального шара, предоставляя предварительный обзор судьбы Солнца и того, как наша звезда обогатит наш космический задний двор материалом, необходимым для новых звезд, планет и даже самой жизни.
Исследование было опубликовано 2 декабря в журнале __Astronomy & Astrophysics.
