eso1546ru — Научный релиз

Секреты стареющей звезды: как быстро сбросить вес?

Наблюдения звезды-гиганта в процессе потери массы

25 ноября 2015 г.

Группа астрономов, работающая на Очень Большом Телескопе ESO (VLT), получила самые подробные на сегодняшний день изображения звезды-гипергиганта VY Большого Пса. Наблюдения показывают, что частицы пыли, окружающей звезду, имеют необычно большие размеры, и это позволяет звезде, вступающей в завершающий этап своего существования, терять массу с очень большой скоростью. Этот процесс, детали которого впервые стали понятны ученым -- необходимая ступень в подготовке будущего взрыва сверхновой, которым заканчивается жизнь гигантских звезд.

VY Canis Majoris – настоящий Голиаф в мире звезд. Это красный гипергигант, одна из самых больших известных звезд Млечного Пути. Она в 30–40 раз тяжелее Солнца и в 300 000 раз ярче него. Сейчас ее размеры превышают диаметр орбиты Юпитера, и она продолжает быстро расширяться. Начинается последняя стадия ее истории.

Новые наблюдения звезды выполнены с приемником SPHERE на телескопе VLT. Система адаптивной оптики этого инструмента корректирует изображения гораздо лучше, чем прежние такие системы, и это позволяет получить гораздо большую детализацию структуры ярких объектов [1]. С приемником SPHERE удалось ясно увидеть, как VY Большого Пса воздействует своим мощным излучением на окружающие ее пылевые облака.

Вдобавок, используя режим работы SPHERE, обозначаемый аббревиатурой ZIMPOL, астрономы не только глубоко заглянули в недра газо-пылевого облака вокруг звезды, но и смогли измерить параметры рассеяния и поляризации света звезды веществом облака. Эти измерения многое рассказали о свойствах пыли, из которой состоит облако.

Тщательный анализ поляризационных измерений показал, что пылевые частицы облака необычно крупные -- 0.5 микрометров в поперечнике. Может показаться, что это не так уж много, но обычные частицы космической пыли раз в 50 меньше.

В процессе своего расширения массивные звезды теряют огромное количество вещества. Вот и VY Canis Majoris ежегодно выбрасывает со своей поверхности в форме газа и пыли примерно 30 масс Земли. Это облако вещества разлетается в пространстве в разные стороны, а когда звезда взрывается, часть этой пыли разрушается, а часть выбрасывается еще дальше в межзвездное пространство. Впоследствии это вещество вместе с тяжелыми элементами, образующимися при взрыве сверхновой, служит строительным материалом для нового поколения звезд и планет.

До настоящего времени оставалось загадкой, как именно вещество из верхних атмосфер гигантских звезд выбрасывается в пространство. Наиболее правдоподобным механизмом этого процесса всегда считалось световое давление звездного излучения. Но поскольку это давление очень невелико, оно может действовать только на крупные частицы пыли, имеющие достаточную площадь поверхности. Только такие частицы могут обеспечить наблюдаемый эффект [2].

Жизнь массивных звезд очень коротка”, -- говорит ведущий автор работы Питер Сциклуна (Peter Scicluna) из Института астрономии и астрофизики Academia Sinica (Тайвань). “Когда наступают последние стадии их существования, они теряют очень много вещества. Раньше мы могли только теоретически представлять себе, как это происходит. А теперь новые данные, полученные с приемником SPHERE, доказывают, что гипергигант окружен облаком очень крупных пылевых частиц, достаточно крупных, чтобы интенсивное излучение звезды могло бы их выбросить в пространство. Это объясняет быструю потерю массы звездой.

Обнаружение крупных пылевых частиц в непосредственной близости от звезды означает, что такое пылевое облако должно эффективно рассеивать ее видимое излучение и расширяться под воздействием светового давления. Кроме того, такие крупные частицы должны, по всей вероятности, уцелеть при неизбежном будущем взрыве сверхновой, в которую превратится VY Большого Пса [3]. Эта пыль войдет в состав межзвездной среды, а затем окажется в составе следующего поколения звезд и планет.

Примечания

[1] Инструмент SPHERE/ZIMPOL использует новую систему адаптивной оптики, создающую изображения дифракционного качества. Эти изображения значительно ближе к теоретическому пределу разрешения, достижимому с телескопом данного размера при отсутствии атмосферных искажений, чем те, которые строились более ранними адаптивно-оптическими системами. Новая адаптивная оптика также позволяет наблюдать слабые объекты в непосредственной близости от яркой звезды.

В новом исследовании изображения получались в видимом свете, то есть на более коротких длинах волн, чем в ближнем инфракрасном диапазоне, в котором работало большинство более ранних адаптивно-оптических систем. Сочетание этих факторов привело к тому, что с VLT были получены гораздо более четкие изображения, чем раньше. Еще более высокое пространственное разрешение было достигнуто в режиме VLTI, но интерферометр не строит прямых изображений.

[2] Частицы пыли должны быть достаточно большими, чтобы излучение звезды могло отбрасывать их в окружающее пространство, но с другой стороны и не настолько большими, чтобы быть захваченными силой притяжения звезды. Стоит частицам оказаться чуть меньше, чем нужно, и свет будет просто проходить сквозь пылевое облако, а если они окажутся чуть больше, пыль окажется слишком тяжелой, чтобы свет мог на нее воздействовать. Пыль, которую наблюдали астрономы вокруг VY Canis Majoris, оказалась в точности такого размера, чтобы излучение звезды могло выталкивать ее в окружающее пространство.

[3] Взрыв этой сверхновой произойдет очень скоро, но оснований для беспокойства нет – по астрономическим стандартам «скоро» значит через несколько сотен тысячелетий. Когда это случится, зрелище будет очень красивым: сверхновая, возможно, будет ярче полной Луны. Жизни на Земле это событие угрожать не будет.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “Large dust grains in the wind of VY Canis Majoris”, P. Scicluna и др., которая публикуется в журнале Astronomy & Astrophysics.

Состав исследовательской группы: P. Scicluna (Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics, Taiwan), R. Siebenmorgen (ESO, Garching, Germany), J. Blommaert (Vrije Universiteit, Brussels, Belgium), M. Kasper (ESO, Garching, Germany), Н.В.Вощинников (Санкт-Петербургский университет, Санкт-Петербург, Россия), R. Wesson (ESO, Santiago, Chile) and S. Wolf (Kiel University, Kiel, Germany).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили как страна, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Паранала, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Peter Scicluna
Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics
Taiwan
Телефон: +886 (02) 2366 5420
Email: peterscicluna@asiaa.sinica.edu.tw

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1546.

О релизе

Релиз №:eso1546ru
Название:VY Canis Majoris
Тип:Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Red Supergiant
Facility:Very Large Telescope
Science data:2015A&A...584L..10S

Изображения

Изображение окрестностей звезды VY Большого Пса, полученное с приемником SPHERE на телескопе VLT
Изображение окрестностей звезды VY Большого Пса, полученное с приемником SPHERE на телескопе VLT
Красный гипергигант VY Canis Majoris
Красный гипергигант VY Canis Majoris
Широкоугольный снимок области неба вокруг VY Большого Пса
Широкоугольный снимок области неба вокруг VY Большого Пса

Видео

«Полет» к красному гипергиганту VY Canis Majoris
«Полет» к красному гипергиганту VY Canis Majoris

Также смотрите наши