Астрономы Лёвенского католического университета (KU Leuven) представили объяснение формы планетарных туманностей. Открытие основано на серии наблюдений за звездным ветром вокруг стареющих звезд. Вопреки общепринятому мнению, команда обнаружила, что звездные ветры не являются сферическими, а имеют форму, аналогичную форме планетарных туманностей. Команда ученых пришла к выводу, что взаимодействие с сопровождающей звездой или экзопланетой формирует как звездные ветры, так и планетарные туманности. Результаты публикует журнал Science.
Умирающие звезды растут и остывают, в конечном итоге превращаясь в красных гигантов. Они создают звездные ветры, потоки частиц, которые звезда выбрасывает, что заставляет ее терять массу. Астрономы всегда предполагали, что эти ветры были сферическими, как и звезды, которые они окружают. По мере дальнейшего развития звезда снова нагревается, и звездное излучение заставляет выброшенные слои звездного материала светиться, образуя планетарную туманность.
Команда ученых наблюдала звездные ветры вокруг холодных красных гигантов с помощью обсерватории ALMA в Чили, крупнейшего радиотелескопа в мире. Впервые они собрали большую подробную коллекцию наблюдений, каждое из которых было сделано с использованием одного и того же метода.
То, что увидели астрономы, их удивило. «Мы заметили, что эти ветры не являются симметричными или круглыми», — говорит профессор Дечин. «Некоторые из них на самом деле очень похожи по форме на планетарные туманности».
Профессор Лин Дечин (KU Leuven) обсуждает, как ее команда открыла объяснение завораживающей формы планетарных туманностей. Их открытие основано на необычном наборе наблюдений звездных ветров вокруг стареющих звезд. Команда обнаружила, что звездные ветры имеют форму, аналогичную форме планетарных туманностей, и пришла к выводу, что взаимодействие с сопровождающей звездой или экзопланетой формирует как звездные ветры, так и планетарные туманности. Предоставлено: KU Leuven.
Астрономы даже смогли определить разные категории форм. «Некоторые звездные ветры имели форму диска, другие — спирали, а в третьей группе мы определили конусы». Это явный признак того, что фигуры не были созданы случайным образом. Команда поняла, что другие, маломассивные звезды или даже тяжелые планеты в окрестностях умирающей звезды вызывают эти закономерности. Такие спутники слишком маленькие и тусклые, чтобы их можно было обнаружить напрямую. «Точно так же, как ложка, которую вы размешиваете в чашке кофе с молоком, может создать спиральный узор, спутник всасывает к нему материал, когда он вращается вокруг звезды и формирует звездный ветер», — объясняет Дечин.
Эта галерея изображений звездных ветров вокруг холодных стареющих звезд демонстрирует различные морфологии, включая диски, конусы и спирали. Синий цвет представляет материал, который приближается к вам; красный — это материал, который удаляется от вас. Фото: Л. Дечин, ESO / ALMA.
Команда воплотила эту теорию в модели, и действительно: форму звездных ветров можно объяснить окружающими их спутниками, и скорость, с которой холодная эволюционировавшая звезда теряет свою массу из-за звездного ветра, является важным параметром. Дечин: «Все наши наблюдения можно объяснить тем, что у звезд есть спутник».
До сих пор расчеты эволюции звезд основывались на предположении, что у стареющих солнцеподобных звезд звездные ветры имеют сферическую форму. «Наши результаты сильно меняются. Поскольку в прошлом сложность звездных ветров не учитывалась, любая предыдущая оценка скорости потери массы старых звезд могла быть ошибочной до 10 раз». В настоящее время команда проводит дальнейшие исследования, чтобы увидеть, как это может повлиять на расчеты других важных характеристик звездной и галактической эволюции.
Исследование также помогает представить, как могло бы выглядеть Солнце, когда оно умрет через 7000 миллионов лет. «Юпитер или даже Сатурн — поскольку они имеют такую большую массу — будут влиять на то, будет ли солнце проводить свои последние тысячелетия в центре спирали, бабочки или любой другой формы, которую мы видим сегодня в планетарных туманностях», отмечает Дечин. «Наши расчеты показывают, что в звездном ветре старого умирающего Солнца образуется слабая спираль».
По информации https://hightech.fm/2020/09/18/stellar-winds
Обозрение "Terra & Comp".
