Звездочёты расчленили солнечную смерть

Президент в тоске. Астрономы в печали. Есть о чём горевать: Солнце погибнет. Оно будет раздуваться, поглощая Меркурий, Венеру, Землю… Живого не останется. Из аккуратного желтоватого шарика оно превратится в красную тушу, которая, возможно, ещё и будет пульсировать.

 

 

А теперь учёные заглянули в её внутренности, хотя эта трагедия пока не произошла.

Узнать, что будет твориться внутри Солнца в те дни, когда оно дойдёт до жизни такой, не так уж сложно. Для этого нужно найти звезду, которая уже находится в таком состоянии и наблюдать. За это ответственное дело вместе со своими коллегами взялся астроном Маркус Виттковски (Markus Wittkowski) из Южной европейской обсерватории (European Southern Observatory — ESO).

Учёные взяли (это, конечно, образное выражение) звезду S Ori из созвездия Ориона и стали на неё смотреть.

Выбор этого объекта обусловлен двумя предпосылками. Во-первых, она имеет массу, схожую с массой Солнца, и, по-видимому, приблизительно повторяет эволюцию нашей звезды. Во-вторых, сейчас S Ori находится в таком состоянии, в котором Солнце будет через 5 миллиардов лет, то есть является невероятно "распухшим" красным гигантом, медленно трансформирующимся в белый карлик.

2O3, красные — от SiO). Во время расширения во время фаз 1, 2 и 3 слой с частицами этих оксидов не меняет локализации. Однако при сжатии оболочки (4-я фаза) под действием части газа, "убегающего" от звезды, эти пылевые частицы удаляются во внешнее пространство (иллюстрация M. Wittkowski, D. A. Boboltz, K. Ohnaka, T. Driebe, M. Scholz).' width=478 height=478>

Цикл пульсации S Ori. Светло-голубым цветом показана поверхность звезды. Тёмно-синим выделен молекулярный слой, в котором содержатся частицы оксида алюминия и оксида кремния. Цветные пятна, наложенные на изображение, — это мазерное излучение, зафиксированное радиотелескопами VLBA от "комкообразных" скоплений пыли (зелёные — от Al2O3, красные — от SiO). Во время расширения во время фаз 1, 2 и 3 слой с частицами этих оксидов не меняет локализации. Однако при сжатии оболочки (4-я фаза) под действием части газа, "убегающего" от звезды, эти пылевые частицы удаляются во внешнее пространство (иллюстрация M. Wittkowski, D. A. Boboltz, K. Ohnaka, T. Driebe, M. Scholz).

S Ori находится в неустойчивом состоянии, в результате чего ряд её параметров меняется со временем. Она является пульсирующей переменной звездой. В течение одного цикла пульсации, длящегося 420 дней, её яркость меняется в 500 раз.

Несмотря на то, что эта звезда в сотни раз крупнее Солнца, рассмотреть её очень трудно. Поэтому астрономам приходится применять специальную технику. В этот раз группа Виттковски решила использовать оптический телескоп-интерферометр VLTI (Very Large Telescope Interferometer) и радиотелескоп-интерферометр VLBA (Very Long Baseline Array), с помощью которых получилось заглянуть во внутреннюю часть умирающего гиганта.

Дэвид Боболц (David Boboltz), другой участник исследования из военно-морской обсерватории Соединённых Штатов (United States Naval Observatory), сравнил труд астронома с работой медработника, которому приходится пользоваться различными инструментами. Поэтому на этот раз и применили два разных интерферометра. Благодаря этим приборам исследователи изучили внутреннюю структуру красного гиганта и вычленили в нём отдельные слои.

С помощью VLTI учёные смогли определить и амплитуду пульсации диаметра S Ori. Как выяснилось, он меняется от 400 до 500 солнечных радиусов. Так что если вокруг S Ori и есть планеты, сейчас они в лучшем случае похожи на горячие камни или раскалённые газовые шары.

S Ori в сравнении с Солнечной системой (иллюстрация ESO).

Особенно интересным оказалось открытие в атмосфере, окружающей звезду, оболочки из SiO – моноксида кремния, соединения, которое в земных условиях в чистом виде не существует. Этот слой выдал себя монохроматичным электромагнитным излучением в сантиметровом диапазоне – так называемым мазерным излучением, которое зарегистрировал VLBA.

Не меньшим сюрпризом оказалось открытие оксида алюминия Al₂O₃ (на Земле он существует в виде минерала корунда), смешанного с SiO.

Оба этих вещества ведут себя одинаково, отличаясь только спектрами излучения. Раньше считалось, что подобные соединения сразу "вылетают" из звезды в окружающее пространство, внося свой вклад в формирование космической пыли, а затем и планетарных дисков. Однако учёные были очень удивлены, узнав, что эти вещества могут находиться внутри атмосферы S Ori.

Впрочем, со временем часть материи всё же выносится наружу, и, по оценкам исследователей, масса вещества, которое S Ori теряет за цикл пульсации, сопоставима с массой нашей планеты. Наиболее интенсивный выброс происходит во время минимума пульсации.

По словам Боболца, в скором времени исследователи планируют отследить мазерное излучение молекул воды, находящихся в самой удалённой от центра части газовой оболочки. Это позволит получить более точную картину пульсации S Ori.

"Герои", благодаря которым удалось "расчленить" внутреннюю структуру S Ori: вверху — обсерватория в чилийской пустыне, где находится VLTI, внизу — один из телескопов VLBA, находящийся в Нью-Мексико (фото Gerhard Hüdepohl, Ian Parker).

Это первый случай, когда астрономы смогли рассмотреть в деталях практически точную копию Солнца в будущем, находящуюся где-то далеко от нас, и "разобрать" её по невиданным ранее "запчастям". То, что предстало перед ними – это фактически смерть нашей звезды и вместе с ней – Солнечной системы.

С одной стороны, никуда от этой мрачной развязки, похоже, не деться. С другой, ожидается она уж очень не скоро. Так что можете надуматься над этим – если хотите, конечно.

Статья получена: Membrana.ru