Mister cosmic: Astronomii surprind steaua pe moarte care aruncă inele de fum

Astronomii au descoperit o stea uriașă roșie care trece prin chinurile sale finale cu detalii fără precedent, dezvăluind o trăsătură neobișnuită. Steaua cunoscută ca V Hydri (sau V Hya pe scurt), scoateți șase episoade distincte de material, conform Versiune preliminară Acceptat pentru publicare în The Astrophysical Journal. Mecanismul exact al formării misterioaselor „inele de fum” nu este încă înțeles. Cu toate acestea, observația ar putea schimba modelele existente pentru această etapă târzie a evoluției stelare și ar putea arunca mai multă lumină asupra Soarta soarelui nostru.

„V Hydrae este prins în procesul de a-și pierde atmosfera – în cele din urmă cea mai mare parte a masei sale – ceea ce este ceva ce fac majoritatea giganților roșii din stadiul târziu.” Coautorul Mark Morris a spus:, astronom la Universitatea din California. Cu toate acestea, „aceasta este prima și singura dată când o serie de inele în expansiune au fost văzute în jurul unei stele care trece prin chinul morții – o serie de „inele de fum” în expansiune despre care credeam că se stinge la fiecare câteva sute de ani”.

giganți roșii Este una dintre etapele finale ale evoluției stelelor. Odată ce nucleul stelei încetează să transforme hidrogenul în heliu prin fuziune nucleară, gravitația începe să comprime steaua, ridicându-i temperatura internă. Acest proces aprinde un înveliș de hidrogen care arde în jurul unui miez inert. În cele din urmă, presiunea și încălzirea din miez au făcut ca steaua să se extindă dramatic, atingând diametre între 62 milioane și 620 milioane mile (100 milioane până la 1 miliard km). Temperaturile la suprafață sunt relativ scăzute conform standardelor stelare: 4000 până la 5800 de grade Fahrenheit (2200 până la 3200 de grade Celsius). Așa că aceste stele capătă un aspect roșu-portocaliu, de unde și porecla de gigant roșu.

În cele din urmă, heliul din miezul gigantului roșu va fi cheltuit, iar miezul se va micșora din nou. Atunci devii o vedetă ramură gigantică asimptotică (AGB) stea (ultima etapă a gigantului roșu). Structura interioară a stelei AGB constă dintr-un miez central de carbon și oxigen, o înveliș în care fuziunea transformă heliul în carbon și o altă înveliș în care hidrogenul se transformă în heliu. Aceste stele produc de obicei pulsații dramatice de creștere a luminozității la fiecare 100 până la 1.000 de zile. În plus, vânturile intense de suprafață provoacă formarea unui nor gazos cunoscut sub numele de periplasmă în jurul stelei.

Aceste vânturi stelare intense vor disloca în cele din urmă atmosfera și atmosfera stelară, iar steaua va deveni o pitică albă într-o nebuloasă planetară. Cu cât este mai rapid rata cu care o stea AGB pierde masa, cu atât este mai aproape de acea tranziție finală. Soarele nostru va deveni în cele din urmă o gigantă roșie în aproximativ 5 miliarde de ani, evoluând în cele din urmă în AGB înainte de a evolua în cele din urmă într-o nebuloasă planetară cu o stea pitică albă în centru.

Acesta este procesul așa cum l-au înțeles astronomii de ani de zile. Cu toate acestea, caracteristicile neobișnuite ale lui V Hya îi fac să regândească lucrurile. Situată la 1.300 de ani lumină depărtare, în constelația Hydra, V Hya este o stea bogată în carbon, ceea ce înseamnă că atmosfera sa conține mai mult carbon decât oxigen. Are o rată mare de pierdere de masă, așa că astronomii cred că este probabil în procesul de eliminare a atmosferei să devină o nebuloasă planetară.

Această stea AGB este, de asemenea, interesantă, deoarece la fiecare opt ani, are loc o erupție mare de plasmă și o scădere bruscă a luminozității are loc la aproximativ 17 ani. Aceste evenimente indică prezența unei stele însoțitoare care abia este vizibilă. (Scăderea luminozității poate fi cauzată de un nor asociat cu această a doua stea care trece prin fața lui V Hya.)

Acest ultim studiu combină datele de la telescopul spațial Hubble cu observații folosind Atacama Large Millimeter/Sub-millimeter Array (ALMA), care include date în infraroșu, optice și ultraviolete pentru a surprinde chinurile lui V Hya pe mai multe lungimi de undă. Steaua este departe și învăluită în praf gros, dar capacitățile de înaltă rezoluție ale ALMA au dezvăluit inelele și fluxurile sale în detaliu.

Momentul a fost, de asemenea, o coincidență. „V Hya se află într-o tranziție scurtă, dar crucială, prin care trec stelele muribunde la sfârșitul vieții lor.” Coautorul Raghvendra Sahai a spus:, astronom la Jet Propulsion Laboratory al NASA. „Este faza în care își pierd cea mai mare parte din masă. Probabil că această fază nu durează foarte mult, așa că este greu să o prinzi în flagrant. Am avut noroc cu V Hya și am putut fotografia toate activitățile diferite care se desfășoară. în și în jurul acestei stele pentru a înțelege mai bine cum se pierd stelele. moribund pentru masa la sfârșitul vieții sale.”

Sahai și colegii săi au descoperit că steaua își revarsă atmosfera prin suflarea unei serii de inele de fum, care s-au extins în exterior pe parcursul a aproximativ 2.100 de ani pentru a forma o regiune asemănătoare unui disc de praf în jurul lui V Hya. echipa dublat Această structură este DUDE (discul suferă o expansiune dinamică).

Observațiile lor au relevat și explozii de mare viteză de gaz expulzat de stea în direcții opuse, perpendiculare pe inelele de fum, formând două structuri în formă de clepsidră. Aceste structuri se extind cu viteze de peste o jumătate de milion de mile pe oră (240 km/s). „Descoperirea că acest proces poate implica arderea inelelor de gaz, în combinație cu producerea de jeturi intermitente, de mare viteză de material, aduce o nouă încrețitură fascinantă înțelegerii noastre despre modul în care stelele își termină viața.” spuse Morris.

Toate acestea indică faptul că steaua trece printr-o evoluție deosebit de rapidă, care contravine modelului actual. „Studiul nostru dezvăluie în mod dramatic că modelul tradițional pentru modul în care stelele AGB mor – prin expulzarea combustibililor în masă prin vânturi globulare relativ lente și constante de peste 100.000 de ani sau mai mult – este incomplet în cel mai bun caz sau în cel mai rău caz incorect.” a spus Sahi. „Este foarte probabil ca o stea însoțitoare sau cvasi-stea să joace un rol important în moartea lor. În cazul lui V Hya, combinația dintre o stea însoțitoare din apropiere și ipotetică îndepărtată este responsabilă, cel puțin într-o oarecare măsură, de prezența dintre cele șase inele ale sale și izbucnirile de mare viteză care provoacă moartea miraculoasă a stelei.”