Чудесная звезда отбросила исторический хвост

Mira! Это латинское слово, означающее "чудесная" или "удивительная", астроном Ян Гевелий восторженно произносил много раз, когда изучал одну звезду из созвездия Кита в середине XVII века. Но он и не подозревал, что перемены яркости Миры, так потрясшие его, — это, в сущности, мелочи по сравнению с остальным арсеналом чудес, которые звезда берегла до настоящего момента.

Мира, она же Омикрон Кита (ο Ceti) — это пульсирующая переменная звезда с периодом в 331,65 дня. Правда, Гевелий (Johannes Hevelius) каждый цикл насчитывал по 333 дня, что, видимо, ещё больше его вдохновляло.

 

 

Причина расхождений не обязательно таится в оплошности польского звездочёта: сейчас известно, что период Миры нестабилен.

Звезда восхитила учёного тем, что она изменяет свою яркость со временем, то становясь достаточно заметной, то превращаясь в совершенно недоступную для невооружённого глаза.

Если верить компьютерной модели Миры A, то вблизи она сморится вот так (иллюстрация NASA/JPL-Caltech).

В наше время про неё стало известно очень много. В частности, астрономы узнали, что она в самом деле состоит из двух звёзд, — Миры A и Миры B. Главным "действующим лицом" в периодическом изменении яркости является Мира A — красный гигант.

Мира однажды удивила нас, когда оказалось, что одна из звёзд ворует материал у другой. А после выяснилось, что всё это делается ради нового планетарного диска.

Нежданный хвост Миры. Сама она движется слева направо. Срывающийся материал показан голубым цветом (фото NASA/JPL-Caltech). При желании можете рассмотреть эту грандиозную картину во всех деталях в большом разрешении размером 6000×1500 пикселей (файл TIF, 10 мегабайтов).

Так вот, это всё были милые астрономические казусы — не более того. Но только сейчас стало известно о том, что Мира — это действительно mira — "чудесная", и настолько же удивительной звезды пока что не сыскать.

Профессор Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) Кристофер Мартин (D. Christopher Martin) и его коллеги решили воспользоваться ультрафиолетовым орбитальным телескопом Galaxy Evolution Explorer (Galex).

У астронома Яна Гевелия не было ни одного знакомого кита, поэтому сего зверя в своём звёздном атласе "Уранография" (Firmamentum Salesianum Sive Uranographia) учёный решил изобразить в таком облике. А что касается Миры, то она у него (у Кита) находится в области... ммм… правой лопатки (иллюстрация с сайта commons.wikimedia.org).

Кое-что про этот аппарат вы уже знаете: мы рассказывали о его запуске и о том, как он наткнулся на кушающую чёрную дыру. Этот телескоп в основном предназначен для исследований объектов, родившихся ещё на заре Вселенной — около 10 миллиардов лет назад. Однако Мира не такой уж далёкий объект, и то, что происходит с ней, отстоит от нас во времени всего на 400 с чем-то лет.

	В 1997 году Hubble разглядел с помощью ультрафиолетовой камеры у Миры только маленький "крючок" — поток вещества в направлении звезды-компаньонки. Больше ничего особенного "Хаббл", как видите, не заметил (фото Margarita Karovska/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics/NASA).

Судя по всему, это наблюдение как-то было связано с реализующимся сейчас проектом по полному обследованию неба в ультрафиолете (по-видимому, так, как это было сделано в инфракрасных лучах). В любом случае, сделали они это не зря.

"Я был шокирован, когда впервые увидел этот совершенно неожиданный громадный хвост", — рассказывает о своих впечатлениях от нежданных снимков Кристофер Мартин.

Что же это такое? Как ни удивительно, но в ультрафиолете исследователи увидели как будто бы кометный хвост, тянущийся от Миры.

NASA обратили внимание на то, что движение летящей Миры со срывающимся газом очень похоже на полёт пули, перемещающейся в воздухе со сверхзвуковой скоростью (фото Andrew Davidhazy/Rochester Institute of Technology).' width=478 height=331>

Исследователи NASA обратили внимание на то, что движение летящей Миры со срывающимся газом очень похоже на полёт пули, перемещающейся в воздухе со сверхзвуковой скоростью (фото Andrew Davidhazy/Rochester Institute of Technology).

Хвост состоит из вещества, которое эта звезда сбрасывает со своей внешней оболочки, двигаясь в пространстве со сверхзвуковой скоростью. По сравнению, предложенному Кристофером, этот хвост напоминает турбулентный след, остающийся в кильватере позади моторной лодки на морской глади.

Однако учёных поразило не столько само явление, сколько его масштабы: длина хвоста составляет 13 световых лет. Это в 20 тысяч раз больше среднего расстояния от Солнца до Плутона! К слову, эту величину интересно сравнить с расстоянием от Солнечной системы до самой близкой к нам звезды — Проксимы Центавра (Proxima Centauri), — составляющим всего 4,22 световых года…

Для сравнения: Мира и её окрестности в ультрафиолете (вверху) и в оптическом диапазоне (внизу). 1 — это сама Мира; 2 — петля, образовавшаяся в турбулентности хвоста; 3 — два потока газа, исходящих от звезды; их астрономы еще будут изучать отдельно, но уже появилось предположение, что они срываются с полюсов; 4 — ударная волна, возникающая на фронте столкновения газа внешних слоёв звезды и межзвёздного вещества (фото NASA/JPL-Caltech/POSS-II/DSS).

Это единичный феномен такого рода, известный науке. К сожалению — ибо этот громадный звёздный хвост может рассказать много интересных вещей не только о состоянии звезды сейчас, но и об её эволюции в прошлом.

Между прочим, он может и неплохо "проконсультировать" на тему влияния материала умирающих звёзд на формирование жизни. Вопрос совсем не праздный: анализ показал, что в хвосте содержатся кислород, углерод и прочие вещества, которые могут стать стройматериалом для сложных химических соединений.

В конце концов, как было сказано, Мира — это красный гигант, а значит, она поведает что-то и о нескорой и неотвратимой гибели Солнца и Земли.

Мира и её хвост (в зеркальном отражении). Здесь её протяжённость на небосклоне сопоставлена с возрастом отдельных частей хвоста. "Если бы у неандертальцев были ультрафиолетовые глаза, и у них оказалась бы возможность смотреть, находясь над атмосферой, то они могли бы увидеть начало формирования хвоста Миры", — сказал Кристофер Мартин по поводу этого графика. Трудно прокомментировать это заявление… (фото D. Christopher Martin et al.).

Марк Сейберт (Mark Seibert), астроном из института Карнеги (Carnegie Institution), сравнил хвост Миры с кассовой лентой, на которой отпечатывались события последних лет истории звезды. Ведь, как оказалось, этот хвост звезда "отбрасывала" достаточно долго — на протяжении последних 30 тысяч лет.

Эта грандиозная дополнительная структура возникла из-за того, что наружные слои красного карлика неустойчивые, рыхлые, слабо связаны гравитацией с самой звездой. Поэтому они легко срываются при взаимодействии с окружающим межзвёздным газом.

Hubble исследовал Миру на разных длинах волн. Однако, по мнению Марка Сейберта, орбитальный телескоп не заметил её хвоста потому, что не использовался для рассматривания столь далёких её окрестностей. К тому же, у Galex (это он на рисунке) есть дополнительное преимущество — очень широкий угол обзора. Интересно, что от Galex новости приходят крайне редко, но это открытие — одно из немногочисленных — просто эпохальное (иллюстрация с сайта galex.caltech.edu).

В силу этого, как говорят исследователи в статье в Nature, посвящённой хвосту Миры, данный объект будет служить "отличной лабораторией для изучения турбулентных взаимодействий звёздного ветра и межзвёздной среды".

Плюс к этому отмечается, что Мира несётся с очень высокой скоростью — 130 километров в секунду. Вообще-то, это полная ерунда по сравнению с кластерными гонками, ну да ладно.

Ян Гевелий (родился в 1611 году, умер в 1687-м) даже не догадывался, насколько был прав, когда называл эту звезду в созвездии Кита чудесной (иллюстрация с сайта en.wikipedia.org).

Благодаря нагреву из-за трения этот газ очень хорошо заметен в дальней области ультрафиолетового диапазона. Из-за этого, помимо хвоста, оказались видны и некоторые другие, более тонкие структуры, которые можно найти на одной из иллюстраций.

"Удивительно, что мы открыли такую изумительную и существенную структуру у объекта, который подвергался изучению более четырёхсот лет", — сказал Джеймс Нейл (James D. Neill), астроном из Калифорнийского института, также принимавший участие в исследовании Миры. А ещё он добавил, что этому сюрпризу мы обязаны миссии Galex. Что тоже немаловажно.

Кстати, учёные предполагают, что раньше хвост Миры вполне мог тянуться и дальше. Не исключено, что он и сейчас простирается в действительности намного дальше, а существующая аппаратура просто не может зарегистрировать его излучение. Стало быть, эта чудесная звезда может нас как-нибудь снова сильно удивить — хотя бы ещё разок.

Статья получена: Membrana.ru