Низьконатрієва «дієта» важлива для старих зірок

Нові спостереження із VLT спричинили «головний біль» теоріям зореутворень. Астрономи припускають, що схожі на Сонце зорі скидатимуть більшу частину своєї атмосфери в космічний простір наприкінці їх життів. Але нові спостереження величезного зоряного скупчення із використанням Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO, всупереч усім очікуванням, показали, що більшість досліджених зірок взагалі просто не дійшли до цієї стадії їх існування. Міжнародна науково-дослідна група виявила, що кількість натрію в зорях є прекрасним провісником того, як вони закінчать свої життя.

Те, яким чином зорі розвиваються та закінчують своє життя, протягом багатьох років вважалось дуже добре зрозумілим. Докладні комп’ютерні моделі передбачають, що зорі із масами приблизно як у Сонця, в кінці своїх життів матимуть період, котрий називається асимптотичною гілкою гігантів, або AGB [1] — це коли в їх надрах відбувається останній спалах ядерного горіння, через котрий зоря скидає у простір велику частину своєї маси у вигляді газу та пилу.

Та викинута речовина [2] йде на формування наступного покоління зірок. Такі цикли втрати та поновлення маси мають життєво важливе значення для пояснення еволюції хімії Всесвіту. Подібні процеси також запезпечують хімічними елементами, необхідним для утворення планет, ба навіть хімічними складниками для появи органічного життя.

Але коли австралійський експерт із зоряних теорій Саймон Кемпбелл із Центру Астрофізики Університету Монаш (Мельбурн) прискіпливо переглянув старі публікації, то знайшов неймовірні припущення, що деякі зорі можуть якось не слідувати правилам та повністю пропустити фазу AGB. Ось його розповідь про це:

«Для вченого, котрий моделює зоряну еволюцію, подібне припущення на межі безглуздя! У відповідності з нашими моделями, всі зорі проходять через фазу AGB. Я повторно перевірив всі старі дослідження та виявив, що вони не були докладно проведені. Я вирішив провести власне дослідження, незважаючи на малий досвід спостережень».

Кемпбелл та його група використали Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO для дуже ретельного вивчення світла, що йде від зірок у кульовому зоряному скупченні NGC 6752, яке у південному сузір’ї Павича. Ця величезна куля древніх зірок містить як перше, так і друге їх покоління, котре сформувалось дещо пізніше [3]. Ці два покоління можна відрізнити за кількість натрію, котрий вони містять. Але потрібні дуже високоякісні дані, котрими VLT може забезпечити.

«FLAMES — мультиоб’єктний спектрограф із високим дозволом, встановлений на VLT, є єдиним інструментом, котрий може нам дати можливість отримати дійсно якісні дані одночасно для 130 зірок. Це дозволило нам спостерігати велику частину кульового скупчення на одному диханні»,- додає Кемпбелл.

Результати досліджень були несподіванкою: всі досліджені зорі на стадії AGB належать до першого покоління з низьким рівнем натрію, а жодна із зірок другого покоління із вищим вмістом натрію взагалі не пройшла стадію AGB. Цілих 70% зірок із даного дослідження не проходили стадію останнього спалаху ядерного горіння та фазу втрати маси [4] [5].

«Схоже на те, що для досягнення фази AGB на старості літ, зорі повинні бути на „дієті“ із низьким вмістом натрію. Дане спостереження має важливе значення із кількох причин. Ці зорі є найяскравішими у кульових скупченнях: тобто тепер ті 70% зірок не вписуються в теорію. Окрім того, наші комп’ютерні моделі зірок є неповними і повинні бути виправленими!»,- укладає Кемпбелл.
Науковці сподіваються, що схожі результати будуть знайдені в інших зоряних скупченнях, тому заплановані подальші спостереження.

Науковці сподіваються, що схожі результати будуть знайдені в інших зоряних скупченнях, тому заплановані подальші спостереження.

Примітки

• [1] AGB зорі отримали дивну назву через їх положення на діаграмі Герцшпрунга-Рассела (якравість-колір).
• [2] Протягом короткого періоду часу, ця викинута речовина сяє під впливом сильного ультрафіолетового випромінювання зорі, від чого виникає планетарна туманність (див., наприклад eso1317).
• [3] Хоча всі зорі у кульовому скупченні сформовані приблизно в той же час, наразі добре відомо, що ці системи не такі прості, як раніше вважалося. Вони зазвичай містять два або більше зоряних поколінь із різними кількостями легких хімічних елементів, таких як вуглець, азот і, що важливо для даного нового дослідження – натрію.
• [4] Вважається, що зорі, котрі пропустити фазу AGB, будуть розвиватися безпосередньо в гелієвих білих карликів і поступово згасатимуть протягом багатьох мільярдів років.
• [5] Нема такої думки, що натрій сам по собі є причиною різної поведінки зірок, але повинен бути його тісний зв’язок із основною причиною, котра досі залишається загадковою.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “Sodium content as a predictor of the advanced evolution of globular cluster stars” by Simon Campbell et al., котра вийде в журналі Nature за 29 травня 2013.

Науково-дослідна група у складі Simon W. Campbell (Monash University, Melbourne, Australia), Valentina D’Orazi (Macquarie University, Sydney, Australia; Monash University), David Yong (Australian National University, Canberra, Australia [ANU]), Thomas N. Constantino (Monash University), John C. Lattanzio (Monash University), Richard J. Stancliffe (ANU; Universität Bonn, Germany), George C. Angelou (Monash University), Elizabeth C. Wylie-de Boer (ANU), Frank Grundahl (Aarhus University, Denmark).

Європейська Південна Обсерваторія – це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об’єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп – найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA – найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане “найбільшим у світі оком у небо”.

Посилання

• Research paper
• Photos of the VLT
• ESO images of planetary nebulae

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org

Simon Campbell
Monash University
Melbourne, Australia
Телефон: +61 3 9905 4454
Email: simon.campbell@monash.edu

John Lattanzio
Monash University
Melbourne, Australia
Телефон: +61 3 9905 4428
Email: john.lattanzio@monash.edu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1323.

Джерело: ESO Ukraine