Хаббл разгадывает тайну затемнения звезды-монстра

В прошлом году астрономы были озадачены, когда Бетельгейзе, ярко-красная звезда-сверхгигант в созвездии Ориона, резко потускнела, но затем восстановилась. Затемнение длилось несколько недель. Теперь астрономы обратили свои взоры на звезду-монстра в соседнем созвездии Большого Пса.

Красный гипергигант VY Canis Majoris — который намного больше, массивнее и агрессивнее Бетельгейзе — переживает гораздо более длительные и тусклые периоды, которые длятся годами. Новые данные космического телескопа Хаббла предполагают, что в этом гипергиганте происходят те же процессы, что и на Бетельгейзе, но в гораздо больших масштабах.

 VY Canis Majoris
Это увеличение VY Canis Majoris представляет собой комбинацию изображений Хаббла и впечатления художника. На левой панели показано многоцветное изображение, полученное телескопом Хаббла, огромной материальной туманности, отброшенной гипергигантской звездой. Размер этой туманности составляет около полтора триллиона километров. Средняя панель — это увеличенный вид Хаббла области вокруг звезды. На этом изображении видны близко расположенные узлы, дуги и волокна материала, выброшенного из звезды, когда она проходит через бурный процесс выброса материала в космос. VY Canis Majoris не виден на этом снимке, но крошечный красный квадрат отмечает местоположение гипергиганта и представляет диаметр Солнечной системы до орбиты Нептуна, который составляет 8,8 млрд. км в поперечнике. На последней панели изображена гипергигантская звезда с огромными конвекционными ячейками, претерпевающая сильные выбросы.
Источники: НАСА, ЕКА, Р. Хамфрис (Университет Миннесоты) и Дж. Олмстед (Институт научных исследований).

Как и в случае с Бетельгейзе, данные Хаббла предлагают ответ на вопрос, почему эта большая звезда тускнеет. Для Бетельгейзе затемнение соответствовало выходящему из нее газу, который мог образовывать пыль, которая ненадолго закрывала часть света Бетельгейзе от нашего обзора, создавая эффект затемнения.

«В VY Canis Majoris мы видим нечто подобное, но в гораздо большем масштабе. Массивные выбросы вещества, которые соответствуют ее очень глубокому исчезновению, которое, вероятно, происходит из-за пыли, которая временно блокирует свет от звезды», — заявила астрофизик Роберта Хамфрис из Университета Миннесоты в Миннеаполисе.

VY Canis Majoris
На этом изображении, полученном космическим телескопом Хаббла, видна огромная материальная туманность, выброшенная гипергигантской звездой VY Canis Majoris. Размер этой туманности составляет около полтора триллиона километров.
Источники: НАСА, ЕКА и Р. Хамфрис (Университет Миннесоты).

Огромный красный супергигант в 300 тысяч раз ярче нашего Солнца. Если бы оно заменило Солнце в нашей солнечной системе, раздувшееся чудовище простиралось бы на сотни миллионов километров между орбитами Юпитера и Сатурна.

«Эта звезда просто потрясающая. Это одна из самых больших звезд, о которых мы знаем — очень развитый красный сверхгигант. У нее было несколько гигантских извержений», — объяснила Хамфрис.

Гигантские плазменные дуги окружают звезду на расстояниях в тысячи раз дальше, чем Земля от Солнца. Эти дуги похожи на протуберанцы нашего Солнца, только в гораздо большем масштабе. Кроме того, они физически не связаны со звездой, а скорее, похоже, были выброшены и удаляются. Некоторые из других структур, близких к звезде, все еще относительно компактны, выглядят как маленькие узелки и туманные детали.

В предыдущей работе Хамфрис и ее команда смогли определить, когда эти большие структуры были выброшены из звезды. Они нашли даты в диапазоне последних нескольких сотен лет, некоторые совсем недавно — от 100 до 200 лет.

Теперь в ходе новой работы исследователи определили особенности, гораздо более близкие к звезде, которым может быть меньше столетия. Используя Хаббл для определения скоростей и движений близких узлов горячего газа и других объектов, Хамфрис и ее команда смогли более точно датировать эти извержения. То, что они обнаружили, было примечательно: многие из этих узлов связаны с несколькими эпизодами 19-го и 20-го веков, когда яркость VY Canis Majoris уменьшилась до одной шестой от обычной яркости.

В отличие от Бетельгейзе, VY Canis Majoris теперь слишком тусклая, чтобы ее можно было увидеть невооруженным глазом. Когда-то звезда была видна, но настолько потускнела, что теперь ее можно увидеть только в телескопы.

Гипергигант теряет в 100 раз больше массы, чем Бетельгейзе. Масса некоторых узлов более чем в два раза превышает массу Юпитера.

Удивительно, что звезда может это сделать, — сказала Хамфрис. — Происхождение этих эпизодов сильной потери массы как у VY Canis Majoris, так и у Бетельгейзе, вероятно, вызвано крупномасштабной поверхностной активностью, большими конвективными ячейками, как на Солнце. Но на VY Canis Majoris эти ячейки могут быть такими же большими, как и все Солнце или даже больше».

«Это, вероятно, чаще встречается у красных сверхгигантов, чем думали ученые, и VY Canis Majoris является ярким примером, — продолжила Хамфрис. — Это может быть даже главный механизм, приводящий к потере массы, которая всегда была загадкой для красных сверхгигантов».

Хотя другие красные сверхгиганты сравнительно яркие и выбрасывают много пыли, ни один из них не является таким сложным, как VY Canis Majoris.

«Так что же в нем особенного? VY Canis Majoris может находиться в уникальном эволюционном состоянии, которое отличает ее от других звезд. Вероятно, она так активна в течение очень короткого периода, может быть, всего несколько тысяч лет», — отметила Хамфрис.

Сверхгигант VY Canis Majoris
Изображение гипергиганта VY Canis Majoris, сделанное художником, показывает огромные конвекционные ячейки и сильные выбросы звезды. VY Canis Majoris настолько велика, что, если бы она заменила Солнце, звезда простиралась бы на сотни миллионов километров между орбитами Юпитера и Сатурна.
Источники: НАСА, ЕКАЮ, Р. Хамфрис (Университет Миннесоты) и Дж. Олмстед (Институт научных исследований).

Звезда начала свою жизнь как супер-горячая, яркая голубая звезда-сверхгигант, масса которой в 35-40 раз превышала массу нашего Солнца. Через несколько миллионов лет, когда скорость горения термоядерного водорода в ее ядре изменилась, звезда превратилась в красный сверхгигант. Хамфрис подозревает, что звезда могла ненадолго вернуться в более горячее состояние, а затем снова подняться до стадии красного сверхгиганта.

«Может быть, что делает VY Canis Majoris таким особенным, таким экстремальным, с этим очень сложным выбросом, может быть то, что это красный сверхгигант второй стадии, — объяснила астрофизик. — VY Canis Majoris, возможно, уже потеряла половину своей массы. Вместо того, чтобы взорваться как сверхновая, она может просто коллапсировать прямо в черную дыру».

Читайте обзоры:

-->