Наблюдение за смертью редкой звезды-гиганта — ScienceDaily

Команда астрономов из Аризонского университета создала подробное трехмерное изображение умирающей звезды-гиганта. Команда, возглавляемая исследователями из Университета Аризоны Амбешем Сингхом и Люси Зиурис, проследила распределение, направления и скорости различных молекул, окружающих красную гипергигантскую звезду, известную как VY Большого Пса.

Их результаты, которые они представили 13 июня на 240-м собрании Американского астрономического общества в Пасадене, Калифорния, предлагают беспрецедентное понимание процессов, сопровождающих смерть гигантских звезд. Работа была выполнена с сотрудниками Робертом Хамфрисом из Миннесотского университета и Анитой Ричардс из Манчестерского университета в Соединенном Королевстве.

Экстремальные сверхгигантские звезды, известные как гипергиганты, очень редки, известно лишь несколько из них, существующих в Млечном Пути. Примеры включают Бетельгейзе, вторую по яркости звезду в созвездии Ориона, и NML Лебедя, также известную как V1489 Лебедя, в созвездии Лебедя. В отличие от звезд с меньшими массами, которые с большей вероятностью раздуются, когда войдут в фазу красного гиганта, но в целом сохранят сферическую форму, гипергиганты, как правило, испытывают существенные, спорадические явления потери массы, которые образуют сложные, очень нерегулярные структуры, состоящие из дуг. комки и узлы.

Расположенная примерно в 3009 световых годах от Земли, VY Большого Пса — или сокращенно VY CMa — пульсирующая переменная звезда в созвездии Большого Пса, расположенном немного южнее. По словам Зюриса, VY CMa, занимающая от 10 000 до 15 000 астрономических единиц (среднее расстояние между Землей и Солнцем — 1 а.е.), возможно, является самой массивной звездой в Млечном Пути.

«Думайте об этом как о Бетельгейзе на стероидах», — сказал Зиурис, профессор Regents с совместными назначениями на факультете химии и биохимии Университета Аризоны и в Обсерватории Стюарда, которые являются частью Научного колледжа. «Он намного больше, намного массивнее и подвергается сильным массовым извержениям каждые 200 лет или около того».

Команда решила изучить VY CMa, потому что это один из лучших примеров звезд такого типа.

«Нас особенно интересует, что гипергиганты делают в конце своей жизни», — сказал Сингх, аспирант четвертого курса лаборатории Зиуриса. «Раньше люди думали, что эти массивные звезды просто превращаются во взрывы сверхновых, но мы больше не уверены в этом».

«Если бы это было так, мы должны были бы увидеть гораздо больше взрывов сверхновых по небу», — добавил Зиурис. «Теперь мы думаем, что они могут незаметно превратиться в черные дыры, но мы не знаем, какие из них заканчивают свою жизнь таким образом, или почему это происходит и как».

Предыдущие изображения VY CMa с помощью космического телескопа Хаббл НАСА и спектроскопия показали наличие отчетливых дуг и других скоплений и узлов, многие из которых простираются на тысячи астрономических единиц от центральной звезды. Чтобы раскрыть больше деталей процессов, в результате которых гипергигантские звезды заканчивают свою жизнь, команда решила проследить определенные молекулы вокруг гипергиганта и сопоставить их с ранее существовавшими изображениями пыли, сделанными космическим телескопом Хаббла.

«Никто не смог сделать полное изображение этой звезды», — сказала Зиурис, пояснив, что ее команда намеревалась понять механизмы, с помощью которых звезда теряет массу, которые, по-видимому, отличаются от механизмов более мелких звезд, вступающих в фазу красного гиганта. в конце их жизни.

«Вы видите не эту приятную симметричную потерю массы, а скорее конвекционные ячейки, которые пролетают сквозь фотосферу звезды, как гигантские пули, и выбрасывают массу в разные стороны», — сказал Зиурис. «Они аналогичны корональным дугам, видимым на Солнце, но в миллиард раз больше».

Команда использовала большой миллиметровый массив Atacama, или ALMA, в Чили, чтобы проследить различные молекулы в материале, выброшенном с поверхности звезды. Пока некоторые наблюдения еще продолжаются, были получены предварительные карты оксида серы, диоксида серы, оксида кремния, оксида фосфора и хлорида натрия. На основе этих данных группа построила изображение глобальной структуры молекулярного истечения VY CMa в масштабе, охватывающем весь выброшенный из звезды материал.

«Молекулы очерчивают дуги в оболочке, что говорит нам о том, что молекулы и пыль хорошо перемешаны», — сказал Сингх. «Хорошая вещь об излучении молекул на радиоволнах заключается в том, что они предоставляют нам информацию о скорости, в отличие от излучения пыли, которое статично».

Перемещая 48 радиотарелок ALMA в разные конфигурации, исследователи смогли получить информацию о направлениях и скоростях молекул и нанести их на карту в различных областях оболочки гипергиганта со значительными подробностями, даже сопоставив их с различными событиями выброса массы с течением времени. .

По словам Сингха, обработка данных потребовала значительных вычислительных мощностей.

«На данный момент мы обработали почти терабайт из ALMA, и мы все еще получаем данные, которые мы должны пройти, чтобы получить наилучшее возможное разрешение», — сказал он. «Просто калибровка и очистка данных требует до 20 000 итераций, что занимает день или два для каждой молекулы».

«Благодаря этим наблюдениям мы теперь можем нанести их на карты неба», — сказал Зиурис. «До сих пор были изучены только небольшие части этой огромной структуры, но вы не сможете понять потерю массы и то, как умирают эти большие звезды, если не посмотрите на всю область. Вот почему мы хотели создать полное изображение».

При финансовой поддержке Национального научного фонда команда планирует опубликовать свои выводы в серии статей.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.