Согласно новому исследованию, стареющие звезды чаще всего уничтожают гигантские планеты, которые вращаются ближе всего к ним. Об этом рассказывают в Университете Уорика (Великобритания). Когда звезда, подобная нашему Солнцу, исчерпывает запасы водорода и из-за этого подавляет термоядерный синтез в своем ядре, она охлаждается и расширяется, превращаясь в красного гиганта. В случае нашего светила это произойдет примерно через пять миллиардов лет, и ученые считают, что это расширение приведет к уничтожению Меркурия, Венеры и, возможно, Земли, но не имеют доказательств того, как именно это произойдет и произойдет ли вообще. В новом исследовании, опубликованном в журнале Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества, ученые из Университета Уорика и Университетского колледжа Лондона проанализировали почти полмиллиона близко расположенных к нам звездных систем, чтобы получить больше ясности в этом вопросе. Они стремились выяснить, как часто близко расположенные к звезде планеты выживают после того, как их звезда превращается в красного гиганта.
В этих звездных системах исследователи обнаружили, что планеты гораздо реже находятся на орбитах вблизи красных гигантов, что указывает на то, что многие планеты, вероятно, уже были уничтожены, когда их звезды-хозяева расширились.
Главный автор работы, доктор Эдвард Брайант сказал: «Это является убедительным доказательством того, что когда звезды выходят за пределы своей главной последовательности, они могут быстро вызвать спиральное приближение планет к себе и их уничтожение. Это уже некоторое время было предметом дискуссий и теорий, но теперь мы можем непосредственно наблюдать это влияние и измерить его на уровне большой популяции звезд.
Мы ожидали увидеть этот эффект, но все равно были удивлены тем, насколько эффективно эти звезды поглощают свои близкие планеты.
Мы считаем, что разрушение происходит из-за гравитационного противостояния между планетой и звездой, которое называется приливным взаимодействием. По мере эволюции и расширения звезды это взаимодействие становится сильнее. Так же как Луна притягивает океаны Земли, создавая приливы, планета притягивает звезду. Эти взаимодействия замедляют планету и приводят к сокращению ее орбиты, заставляя ее двигаться по спирали внутрь, пока она не разрушиться или не упадет в звезду».
Исследователи сосредоточили свое внимание на звездах, которые только что вошли в «пост-главную последовательность» своей жизни (после исчерпания водорода), и обнаружили только 130 планет и кандидатов в планеты (включая 33, о которых мы ранее не знали), которые вращаются близко вокруг этих стареющих звезд.
Ограничив свое исследование только звездами, которые перешли в стадию охлаждения и расширения (и, следовательно, классифицируются как красные гиганты), они обнаружили, что вероятность того, что красный гигант имеет возле себя планету, составляет всего 0,11%, что примерно в три раза ниже, чем процент звезд главной последовательности, которые имеют близкую гигантскую планету.
Соавтор исследования, доктор Винсент Ван Эйлен сказал: «Через несколько миллиардов лет наше Солнце увеличится и станет красным гигантом. Когда это произойдет, выживут ли планеты Солнечной системы? Мы обнаружили, что в некоторых случаях планеты не выживают.
Земля, безусловно, более безопасна, чем гигантские планеты в нашем исследовании, которые находятся гораздо ближе к своей звезде. Но мы рассматривали только самую раннюю часть фазы после главной последовательности, первые один-два миллиона лет — звезды должны пройти еще долгий путь эволюции.
В отличие от исчезнувших гигантских планет в нашем исследовании, сама Земля может выжить в фазе красного гиганта Солнца. Но жизнь на Земле, вероятно, не выживет».
Хотя это исследование показало, что частота появления гигантских планет уменьшается с возрастом звезды, еще многое нужно узнать из небольшого количества планет, которые все еще находятся на близкой орбите вокруг красного гиганта. Но нужно больше данных, чтобы выяснить, почему некоторые, но не все планеты становятся жертвами стареющих звезд.
Д-р Брайант подытожил: «Как только мы получим массу этих планет, это поможет нам точно понять, что именно заставляет эти планеты двигаться по спирали и разрушаться».
Сверхновая потому и называется сверхновой, что звезда вспыхивает, увеличивая блеск в миллионы раз. После на месте вспышки можно найти звездный остаток и расширяющуюся туманность. Но иногда этот этап звездной эволюции идет не по сценарию. Вспышки сверхновых связаны с разными вариантами эволюции массивных звезд. Катастрофическое повышение блеска может быть результатом, как завершением эволюции одиночной звезды, так и термоядерного взрыва белого карлика в тесной двойной системе. Последний вариант для астрофизиков особенно интересен – эти вспышки похожи друг на друга, как горошины в стручке. Обычно компаньон белого карлика в таких системах – маленькая обычная звезда – красный карлик. Но что будет происходить в системе, состоящей из двух белых карликов? Белый карлик – не совсем обычная звезда, и по цвету она не обязательно белая. Если звезда с самого начала обладала небольшой массой, то, в конце концов, в ее ядре водород превращается в гелий, затем гелий может превратиться в углерод и кислород, и на этом термоядерные реакции останавливаются. Именно так образуются гелиевые или углеродно-кислородные белые карлики. После прекращения термоядерных реакций гравитацию в белом карлике может уравновесить только релятивистский эффект – давление вырожденного электронного газа. Чем больше масса такой звезды, тем меньше ее радиус.
Но для белых карликов существует четко обозначенный предел массы: чуть меньше, чем полторы массы Солнца – и белый карлик сожмется еще сильнее, превратившись в нейтронную звезду.
И только в системе из двух белых карликов вместо обычной вспышки сверхновой может возникнуть невозможный объект: белый карлик с массой больше предельной. Именно такой – нестабильный сверхмассивный замагниченный быстро вращающийся белый карлик, возникший в результате слияния двух обычных белых карликов, удалось обнаружить в центре туманности WS35 в созвездии Кассиопеи.
По спектру удалось установить, что температура поверхности центральной звезды должна составлять порядка 200 тысяч кельвинов, а по массе она на 80 процентов состоит из кислорода и на 20 процентов из углерода, а водород и гелий отсутствуют, как и должно быть в случае слияния белых карликов. Зато скорость звездного ветра составляет 16 тысяч километров в секунду, что бывает только у сброшенных при взрыве сверхновой оболочек.
В конце концов часть лишней массы будет сброшена. Время существования такого объекта всего несколько тысяч лет, затем наступит коллапс светила с его превращением в маломассивную нейтронную звезду. Этот переход будет сопровождаться гамма-всплеском, резким увеличением нейтринного потока, и наконец-то вспыхнет несостоявшаяся сверхновая. Несколько моделей "нормальных сверхновых":
Изучая молодые звезды в созвездии Тельца, астрономы пытаются понять, как развивалась наша собственная Солнечная система. Примерно 4,6 миллиарда лет назад она представляла собой вихрь из газа и пыли, окружающий новорожденное солнце. На ранних стадиях развития этот так называемый «протопланетный диск» не обладал какими-то отличительными чертами, однако постепенно материя начала сгущаться и формировать планеты. Чем больше эти сгустки вбирали в себя вещество, тем сильнее изменялся диск: со временем он превратился в уже знакомые нам планеты, луны, астероидные пояса и просто кометы. Этот сценарий формирования Солнечной системы ученые основывают на данных, собранных в результате наблюдения за более молодыми звездами. С помощью массива ALMA в пустыне Атакама в Чили (в настоящее время он состоит из 45 радиоантенн) астрономы отобрали в созвездии Тельца 32 звезды, окруженные протопланетными дисками. В ходе наблюдений стало понятно, что 12 из них (а это почти 40%) обладают характерными протопланетными дисками, в которых заметны промежутки — их можно объяснить присутствием зарождающихся планет. «Это очень интересно. Статистика по экзопланетам говорит, что Супер-Земли и Супер-Нептуны — самый распространенный тип таких планет. И впервые эти данные совпали с результатами фактических наблюдений протопланетных дисков», — поясняет Фенг Лонг, докторант из Института астрономии и астрофизики им. Кавли при Пекинском университете, Китай.
Хотя большинство протопланетных дисков выглядят как однородные, похожие на блины объекты, лишенные каких-либо узоров или структурных особенностей, бывают и исключения. Астрономы уже находили диски, разделенные на кольцевые зоны. Раньше ученые исследовали преимущественно самые яркие объекты (потому что их банально проще всего обнаружить), а потому не было понятно, как часто во Вселенной встречаются диски с неровностями и пятнами и чем вызваны эти искажения. Вот тут в дело и вступает новое исследование: впервые исследователи создали подборку, в которую были включены самые разные диски — и яркие, и не очень.
У астрономов была гипотеза, что цвет дисков могут изменять не зарождающиеся планеты, а изменение химического состава пылевых частиц в ответ на колебания магнитных полей. Однако исследователи внимательно изучили все данные и пришли к выводу, что никаких связей между магнитными полями и разрывами внутри дисков не наблюдается. В итоге, проанализировав «дырчатую» структуру дисков, они пришли к выводу: видимые разрывы и искажения полотна диска — это результат формирования новых планет. Большинство из них — Супер-Земли и Супер-Нептуны, то есть планеты, эквивалентные 20 массам Земли или Нептуна. Только у двух из 32 дисков обнаружились зачатки планет-гигантов, таких как наш Юпитер.
Ученые с помощью телескопа "Хаббл" получили снимок галактики NGC 5033, которая располагается на расстоянии 40 миллионов световых лет от Земли в созвездии Гончих псов. Как сообщается на сайте телескопа, размерами галактика напоминает Млечный Путь и простирается на 100 тысяч световых лет в поперечнике. Ученым удалось узнать, что в этой галактике до сих пор продолжается процесс звездообразования. На это указывает наличие спиралей, которые покрыты синим цветом. Звезды, которые уже давно образовались имеют красный цвет.Вместе с тем, NGC 5033 отличает от нашей галактики отсутствие центральной перемычки. Вместо этого в центре галактики располагается активное галактическое ядро со сверхмассивной черной дырой. Наличие подобного ядра позволяет классифицировать NGC 5033 как сейфертовскую галактику. Как подчеркивают исследователи, сверхмассивная черная дыра в центре галактики поглощает вещество, которое приближается к ней, и излучает на разной длине волны.
Голландские ученые из Лейденского университета обнаружили вблизи Млечного Пути звезды, которые, предположительно образовались в другой галактике. Астрономы, которые изучают движение космических тел в Млечном пути, обратили внимание на ряд звезд, поведение которых очень необычно. Эти Светила не удаляются от центра галактики, а с большой скоростью летят обратно. Исследователи выразили предположение, что эти "нарушители" прилетели из других скоплений, возможно их пристанищем было Большое Магелланово облако. Всего было обнаружено около 20 таких звезд. Появилась версия, что они получили сильное ускорение после взаимодействия с сверхмассивной черной дырой и оказались выброшены в сторону Млечного пути. Астрономы отмечают, что изучение звезд со сравнительно близкого расстояния поможет разобраться более детально, какие процессы происходят в соседних галактиках.
В рамках проекта «моментальный снимок» космический телескоп «Hubble» получил образ малоизвестной туманности IRAS 05437 + 2502, выделяющейся среди ярких звезд и темных пылевых облаков, которые окружают ее. Туманность расположена в созвездии Тельца неподалеку от центральной области нашей Галактики. В отличие от большинства других целей телескопа, этот объект не изучен, и его точная природа неясна. Впервые туманность IRAS 05437 + 2502 была обнаружена в 1983 году инфракрасной орбитальной обсерваторией IRAS. На первый взгляд, образование похоже на небольшую, довольно изолированную область звездообразования, и можно предположить, что сильное ультрафиолетовое излучение ярких новорожденных звезд стало причиной столь привлекательных форм, состоящих из газа. С другой стороны, яркая, напоминающая бумеранг особенность может быть следствием более драматичной истории – необычно острая, светящаяся дуга, видимая в центре снимка, является следствием взаимодействия беглой молодой звезды с облаком газа и пыли.
Если это так, то безрассудное светило, скорее всего, было выброшено из отдаленного кластера, в котором оно родилось, и двигается сквозь космическое пространство со скоростью не менее 200 тысяч километров в час.
Российские астрономы продвинулись в изучении космической пыли — при помощи онлайн-модели учёные выяснили, как измельчённые остатки астероидов преобразовываются в более масштабные объекты. Исследование удалось провести на молодых звёздах — в течение определённого времени эксперты наблюдали за процессом их эволюции и развития, особенно на начальных стадиях. Выяснилось, что для формирования каменистых планет и прочих объектов во Вселенной не требуется специальных условий — в результате слипания космическая пыль образует масштабные валуны, которые движутся во Вселенной по направлению к звёздам.По ходу этого движения и образуются новые материи.
По мнению специалистов, это открытие поможет науке в поиске потенциально обитаемых планет, а также даст информацию о составе космических тел.
По сравнению с другими галактиками Вселенной Млечный путь представляет собой относительно «спокойное место». Во Вселенной существуют галактики, яркость которых превосходит яркость нашей галактики в тысячи раз, поскольку в Центральной молекулярной зоне (Central Molecular Zone, CMZ) таких галактик присутствует теплый газ. Нагрев этого газа осуществляется звездами, стремительно формирующимися в окрестностях сверхмассивной черной дыры (СМЧД) близ ядра галактики. В центре Млечного пути тоже лежит СМЧД, называемая Стрелец А*, а также имеются запасы газа для формирования новых звезд. Однако по некоторым причинам скорость звездообразования в CMZ нашей Галактики оказывается ниже среднего уровня. Для выяснения причин этого противоречия международная команда астрономов провела обширное и разностороннее изучение CMZ Млечного пути. Исследователи во главе с Дэниэлом Уолкером (Daniel Walker) из Объединенной обсерватории ALMA и Национальной астрономической обсерватории Японии изучили набор из 13 звездных ядер больших масс (50-2150 масс Солнца), находящихся в «пылевом гребне» CMZ. Эти ядра являются зародышами новых звезд. Согласно полученным командой результатам скорость звездообразования в CMZ оказалась примерно равна скорости звездообразования в диске Галактики, несмотря на то, что давление газа в CMZ на несколько порядков выше.
Для объяснения этих результатов исследователи предлагают использовать известную теорию, согласно которой скорость звездообразования в центре Галактики затруднена вследствие высокой степени турбулентности газовых потоков. Команда измерила спектральными методами скорости движения молекул формальдегида в газе вокруг исследуемых звезд и подтвердила, что скорость движения частиц газа, а следовательно, и степень турбулизации газовых потоков, в этой области очень высока. Высокая скорость частиц газа повышает его пороговую плотность, при которой начинается интенсивное звездообразование, считают Уолкер и его коллеги.
Этот снимок, сделанный при помощи космического телескопа НАСА/ЕКА Hubble («Хаббл»), демонстрирует древнее шаровое скопление звезд под названием NGC 3201 – группу из нескольких сотен тысяч звезд, связанных в единую структуру гравитацией. Скопление NGC 3201 было открыто в 1826 г. шотландским астрономом Джеймсом Данлопом, который описал его как «весьма обширное и весьма яркое», демонстрирующее «неправильную структуру» при движении к центру скопления. Шаровые скопления обнаруживаются астрономами вокруг всех крупных галактик, однако их происхождение и роль в формировании галактик остаются до сих пор неясными. Астрономы недавно открыли черную дыру близ центра скопления NGC 3201 – ее местонахождение было рассчитано по необычным перемещениям соседней звезды, на которую черная дыра оказывает гравитационное воздействие. Кроме того, эта искристая группа звезд имеет ряд необычных свойств, которые делают ее уникальной среди более чем 150 шаровых скоплений звезд, относящихся к Млечному пути. Скопление NGC 3201 имеет экстремально высокую скорость по отношению к Солнцу, а его орбита является ретроградной - это означает, что скопление движется относительно центра Галактики в противоположную сторону.
Необычное поведение этого скопления указывает на то, что оно может иметь внегалактическое происхождение, и в какой-то период было захвачено нашей Галактикой. Однако при этом химический состав вещества звезд этого скопления близок химическому составу звезд Млечного пути, поэтому вопрос об истинном происхождении шарового скопления звезд NGC 3201 пока остается открытым.
Впрочем, каково бы ни было происхождение этого шарового скопления звезд, NGC 3201 все равно будет ослепительно сиять на снимках, сделанных при помощи космического телескопа Hubble.
На первый взгляд, кажется невозможным заглянуть внутрь звезды. Однако международная команда астрономов под руководством Эрла Беллинджера (Earl Bellinger) из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка, Германия, впервые получила данные о внутренней структуре двух звезд, базируясь на их осцилляциях. Наше Солнце, так же как и большинство других звезд, испытывает пульсации, которые распространяются в недрах звезды как звуковые волны. Частоты этих волн модифицируют свет, испускаемый звездой, и впоследствии могут быть выделены из светового потока, регистрируемого астрономами на Земле. Подобно тому, как сейсмологи идентифицируют внутреннюю структуру планеты, анализируя землетрясения, астрономы определяют свойства звезд по их пульсациям – и эта область науки носит название астросейсмологии. В новой работе Беллинджер и его команда проанализировали при помощи методов астросейсмологии внутреннюю структуру двух звезд системы 16 Лебедя - 16 Лебедя A и 16 Лебедя B – очень похожих на наше Солнце.
Для создания модели недр звезды астрофизики перебирают различные модели эволюции светила, до тех пор пока одна из них не даст картину, схожую с наблюдаемыми спектрами частот. Однако пульсации теоретических моделей часто отличаются от пульсаций звезд, что, вероятно, объясняется до сих пор неизвестными ученым особенностями физики звезд.
Поэтому Беллинджер и его коллеги решили использовать так называемый обратный метод. Они рассчитали локальные свойства недр звезды, исходя из наблюдаемых частот. Этот метод в меньшей степени зависит от теоретических допущений, однако требует высочайшего качества измерений и включает большой объем сложных математических преобразований.
Используя этот обратный метод, исследователи смогли заглянуть внутрь звезд на глубину свыше 500000 километров – и обнаружили, что скорость звука в центральных областях исследуемых светил выше, чем предсказывается моделями. «В случае звезды 16 Лебедя B эти расхождения могут быть объяснены, если скорректировать предполагаемые массу и размер звезды, - сказал Беллинджер. – В случае звезды-компаньона, однако, причину расхождений мы идентифицировать не смогли».
Астрофизик из Университета Кентербери, Новая Зеландия, доктор Саймон Скаринжи (Simone Scaringi) сделал неожиданное новое открытие, связанное с особенностями роста белых карликов в космосе. Белые карлики – это остатки звезд, подобных Солнцу, которые исчерпали запасы своего «звездного топлива». Белые карлики являются плотными объектами: их размер сравним с размером Земли, а масса близка к массе Солнца. Они растут, аккрецируя, или накапливая, материю, переходящую к ним со внешних слоев звезды-компаньона. Большинство белых карликов долгое время считались «немагнитными». Когда белые карлики растут с очень низкой скоростью, они аккрецируют массу отдельными порциями. В ходе таких «порционных приемов пищи» белые карлики «объедаются» в течение очень короткого периода времени, говорит доктор Скаринжи. Изучив данные, собранные при помощи космической обсерватории НАСА Kepler («Кеплер»), команда международных исследователей, возглавляемая доктором Скаринжи, обнаружила, что один из таких немагнитных белых карликов ведет себя так, словно обладает мощным магнитным полем.
«Мы наблюдали эпизоды мощных вспышек, указывающих на аккрецию материала, чередующихся с периодами отсутствия аккреции. Такая спорадическая активность лучше всего объясняется присутствием мощного магнитного поля», - сказал Скаринжи.
«Это магнитное поле служит своего рода барьером, препятствующим проникновению массы к белому карлику, поэтому сначала происходит накопление материала перед «барьером» и лишь тогда, когда гравитационные силы, действующие на материю, сравняются с отталкивающими магнитными силами, происходит «обрушение», и накопившаяся масса падает на белый карлик, вызывая мощную вспышку», - продолжил он.
Эти находки имеют фундаментальное значение для астрофизики, считает доктор Скаринжи. Они позволяют установить четкую связь между различными известными примерами аккреции материи во Вселенной, независимо от природы центрального объекта-аттрактора, в роли которого могут выступать кроме белых карликов также нейтронные звезды, черные дыры или протозвезды.
Астрономы предложили новый метод измерения масс одиночных звезд, который будет особенно полезен в случае светил, имеющих планетные системы. Этот метод был специально создан для миссии Gaia («Гея») Европейского космического агентства, которая в настоящее время производит составление трехмерной карты галактики Млечный путь, а также для строящегося спутника Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), запуск которого планируется на следующий год. Спутник TESS будет производить обзор 200000 самых ярких звезд неба в поисках новых экзопланет. «Мы разработали новый метод «взвешивания» одиночных звезд, - сказал профессор физики и астрономии Кайван Стассун (Keivan Stassun), руководитель проекта, в рамках которого был разработан этот новый метод. – Сначала мы измеряем общее количество света, испускаемое звездой, и определяем ее параллакс, чтобы вычислить диаметр. Затем мы анализируем характер мерцания звезды – это позволяет нам рассчитать поверхностную гравитацию светила. Наконец мы объединяем результаты расчетов диаметра и поверхностной гравитации звезды и на их основании считаем ее общую массу».
В астрономической практике наиболее точным методом определения масс далеких звезд считается метод, основанный на измерении диаметров орбит двойных звездных систем. Ньютоновские законы движения позволяют астрономам рассчитать массы обеих звезд двойной системы с высокой точностью. Однако во Вселенной в составе двойных систем находится не более половины всех звезд. Куда сложнее дело обстоит с одиночными звездами, массы которых чаще всего определяют при помощи фотометрического метода, характеризуемого весьма высокой погрешностью.
«Наш метод позволяет измерить массы многих звезд с точностью 10-25 процентов. В большинстве случаев эта точность превышает точность других современных методов, подходящих для заданных условий, а кроме того, этот метод позволяет работать с одиночными звездами – то есть, теперь мы не ограничены двойными системами», - сказал Стассун.
В новом исследовании ученые во главе с Хуанфеем Дуном (Chuanfei Dong) из Принстонской лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США и Принстонского университета выяснили, что потоки заряженных частиц, идущие со стороны тусклых звезд, называемых красными карликами, способны эффективно «сдувать» с поверхностей экзопланет, обращающихся вокруг этих звезд, атмосферы, в конечном счете превращая планеты в безжизненные безводные пустыни. Для существования и развития жизни на планете необходима жидкая вода. Если планета находится слишком близко к родительской звезде, то излучение звезды разогревает ее до высоких температур, и вода быстро испаряется. Если планета лежит слишком далеко от родительского светила, вода на поверхности находится в форме льда. И лишь если планета лежит на «правильном» расстоянии от звезды, на ее поверхности возможно существование воды в жидкой форме. Диапазон таких «правильных» расстояний в планетной системе звезды формирует так называемую «обитаемую зону». В двух новых научных работах группа Дуна представляет разработанные ею модели, которые показывают, что звездный ветер – потоки заряженных частиц, испускаемых звездой – может привести к потере планетой, лежащей в обитаемой зоне звезды, значительной части ее атмосферы на протяжении сотен миллионов лет, в то время как на развитие жизни на поверхности планеты требуется несколько миллиардов лет.
Применяя разработанные им модели к планете Проксима Центавра b, Дун выяснил, что высокое давление звездного ветра вызывает потерю атмосферы планеты в космос, в результате чего общая продолжительность существования атмосферы оказывается недостаточной для развития на поверхности планеты жизни в тех формах, в каких она нам известна.
«Наши результаты показывают, что Проксима Центавра b и подобные ей планеты в общем случае не способны удерживать атмосферу в течение достаточно продолжительного для эволюции жизни периода времени при высоком давлении звездного ветра, - сказал Дун. – Только в том случае, если давление звездного ветра будет относительно низким, и экзопланета будет иметь достаточно мощное магнитное поле, такое как магнитное поле Земли, можно говорить о ее возможной обитаемости».
Радиообсерватория ALMA помогла открыть 11 новых звезд небольших масс, располагающихся в опасной близости – в пределах трех световых лет, или одного парсека – от сверхмассивной черной дыры (СМЧД) Млечного пути, известной астрономам как Стрелец А*. На этом расстоянии приливные силы, действующие со стороны СМЧД, должны иметь достаточно большую величину, чтобы разрывать облака из пыли и газа прежде, чем в них смогут сформироваться звезды. Обычно звезды формируются в относительно спокойных областях космического пространства, где материя имеет возможность конденсироваться под действием гравитации. В непосредственных окрестностях сверхмассивной черной дыры, напротив, условия, с точки зрения современных представлений, не благоприятствуют формированию звезд – особенно небольших звезд, размером с Солнце - поскольку здесь действуют мощные приливные силы, а также интенсивное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, идущее со стороны звезды. Однако результаты новых наблюдений, проведенных научной командой во главе с Фархадом Юзефом-Заде (Farhad Yusef-Zadeh) из Северо-Западного университета, США, при помощи обсерватории Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), расположенной на территории Чили, свидетельствуют о том, что в действительности даже в окрестностях СМЧД могут формироваться звезды.
Возраст этих вновь обнаруженных протозвезд составляет согласно оценкам команды Юзефа-Заде примерно 6 тысяч лет – буквально «мгновение ока» по астрономическим меркам. Прежде астрономы еще никогда не находили такие молодые светила в настолько неблагоприятных для формирования звезд условиях.
Идентификация этих протозвезд была проведена астрономами по классическим «двудольным коконам» из материала, окружающим новорожденные звезды. Эти космические «песочные часы» указывают на ранние стадии формирования звезд. Молекулы, такие как монооксид углерода (CO), в материале этих долей ярко светятся в миллиметровом диапазоне, в котором обсерватория ALMA способна проводить наблюдения с высокой точностью.
Человечество давно ожидает встречи с представителями инопланетных цивилизаций. Кто-то ждет с ужасом, а кто-то с надеждой. Это затянувшееся ожидание выливается в поиски следов инопланетян на Земле и в небе. Безусловно, большинство свидетельств, выдвигаемых уфологами-любителями, являются скорее свидетельством человеческой жажды встречи, чем настоящими снимками НЛО. Тем не менее, некоторые явления достойны более пристального внимания со стороны ученых. Как сообщают российские СМИ, вчера астрономами была зафиксирована серия странных сигналов из космоса. 24 ноября ученые из канадского университета сообщили о странных сигналах, исходящих от некоторых звезд. Гипотез по поводу того, что могло бы стать причиной такого явления, множество. Однако лидирующую позицию занимает мнение о том, что это неисправность, либо намерение инопланетных существ связаться с человечеством. Но это лишь предположения. Стоит отметить тот факт, что подобные сигналы слышны рядом с местами, пригодными для существования человека.
Световые импульсы, исходящие с определенным интервалом, излучают всего лишь 234 звезды из всех известных. И хоть это число относительно маленькое, специалисты не сомневаются в потребности обратить на это явление должное внимание. Пока что астрофизики пытаются выяснить происхождение этих сигналов, и если их догадки подтвердятся, то это станет прямым доказательством существования еще одной разумной цивилизации в космосе.
Исследователи из Чили представили научную работу, в которой проведено определение химического состава старого, богатого металлами шарового скопления звезд под названием NGC 5927. В этом новом исследовании определены содержания 22 различных элементов в веществе семи гигантских звезд скопления. Открытое в 1826 г., NGC 5927 представляет собой шаровое скопление, расположенное близ галактической плоскости, на расстоянии примерно 7700 световых лет от Земли. Оно является одним из наиболее богатых металлами шаровых скоплений звезд Млечного пути, и его возраст согласно оценкам составляет примерно 12,25 миллиарда лет. Галактические шаровые скопления звезд, особенно настолько старые как NGC 5927, представляют большой интерес для астрономов, поскольку они являются одними из самых старых объектов Вселенной. Поэтому эти скопления служат «природными лабораториями» для изучения процессов эволюции звезд.
Команда астрономов под руководством Альдо Мюра-Гузмана (Aldo Mura-Guzman) из Университета Консепсьона, Чили, недавно провела исследование химического состава вещества звезд скопления NGC 5927. Исследователи получили спектры высокого разрешения при помощи спектрографа FLAMES/UVES, установленного на телескопе UT2 Европейской южной обсерватории, расположенном на территории Чили.
Согласно этим результатам скопление NGC 5927 содержит несколько различных популяций звезд, демонстрирующих антикорреляцию кислород-натрий и умеренные содержания алюминия.
Согласно работе команды Мюра-Гузмана скопление NGC 5927 имеет среднее значение металличности -0,47 dex, что хорошо соответствует результатам предыдущих исследований. Это значение сравнимо с металличностью одиночных звезд и звезд шаровых скоплений балджа Млечного пути.
В исследовании также обнаружено, что тяжелых элементов s-процесса (процесса с медленным захватом нейтронов) в веществе звезд скопления NGC 5927 присутствует сравнительно немного. Согласно авторам работы это ставит под сомнение справедливость гипотезы, согласно которой звезды асимптотической ветви гигантов дают основное количество материала для формирования следующего поколения звезд.
Астрономы обнаружили на небольшом удалении от Солнца несколько прежде незамеченных старых и тусклых звезд, в том числе, две двойные системы. О своем открытии исследователи сообщили в The Astronomical Journal. В ходе исследования ученые оценили количество звезд-субкарликов (более тусклых, чем звезды главной последовательности, но способных "жить" дольше) в пределах 200 тысяч световых лет от Солнечной системы. Наблюдения велись с помощью 0,9-метрового телескопа расположенной в Чили Межамериканской обсерватории Серро-Тололо. Астрометрические измерения позволили точно измерять положения и мельчайшие колебания звезд, вызванные наличием у них слишком тусклого и потому невидимого соседа. Эта работа заметно пополнила список известных субкарликов в выбранном объеме пространства, увеличив их число примерно на четверть. Исследователям удалось обнаружить, в том числе, две двойные системы. "Редкость, чтобы у стариков были компаньоны, они любят жить самостоятельно. Поэтому мы использовали космический телескоп "Хаббл" и наблюдали обе звезды в одной из пар, измерили расстояние между ними и установили массы", - заявил ведущий автор исследования Вэйчунь Жао.
Кроме того, ученые установили, что субкарлики двигаются со скоростью около 200 километров в секунду.
В течение нескольких десятилетий ученые знали о нерегулярных вспышках двойной звездной системы V745 Скорпиона, расположенной на расстоянии примерно 25000 световых лет от Земли. Астрономы были удивлены, наблюдая вспышки на этой звезде в 1937 и 1989 гг. Когда эта система вновь разразилась вспышкой 6 февраля 2014 г., ученые были готовы наблюдать это событие при помощи нескольких различных телескопов, включая космическую рентгеновскую обсерваторию НАСА Chandra («Чандра»). V745 Скорпиона представляет собой двойную систему, состоящую из красного гиганта и белого карлика. Компоненты этой системы расположены настолько близко друг к другу, что внешние слои красного гиганта оттягиваются под действием гравитации белого карлика, формируя аккреционный диск вокруг него, и падают на его поверхность. Со временем материал накапливается на поверхности белого карлика, что приводит к мощному термоядерному взрыву, называемому новой.
Астрономы наблюдали систему V745 Скорпиона при помощи «Чандры» на протяжении более чем двух недель в 2014 г. и обнаружили интересный факт, состоящий в том, что большая часть материала, извергнутого при взрыве, движется в сторону Земли. Для объяснения этого факта в новой работе команда исследователей под руководством Сальваторе Орландо (Salvatore Orlando) построила трехмерную компьютерную модель взрыва (на фото). Геометрия взрыва в соответствии с результатами этого моделирования оказалась такова, что выброшенный материал формирует две большие доли, расположенные над и под плоскостью акреционного диска. Рентгеновское излучение материала доли, направленной в сторону от Земли, поглощается материалом доли, направленной в сторону нашей планеты, и поэтому становится неразличимым при наблюдениях в рентгеновском диапазоне, поясняют авторы.
Кроме того, в этой работе установлено, что количество материала, извергаемого при взрыве этой новой, значительно меньше количества материала, необходимого для инициации взрыва. Это означает, что материал постепенно накапливается на поверхности белого карлика, и в будущем следует ожидать взрыва, который полностью уничтожит белый карлик.
Плеяды (астрономическое обозначение — M45; иногда также используется собственное имя Семь сестёр, старинное русское название — Стожары или Волосожары) — рассеянное звёздное скопление в созвездии Тельца; одно из ближайших к Земле и одно из наиболее заметных для невооружённого глаза звёздных скоплений. У древних греков и римлян, восхождение Плеяд поутру до восхода солнца означало возвращение весны. Плеяды хорошо видны зимой в северном полушарии и летом в южном полушарии (кроме Антарктиды и её окрестностей). Объект был известен с древности многим культурам в мире, включая маори и австралийских аборигенов, японцев и индейцев-сиу Северной Америки. Некоторые древнегреческие астрономы рассматривали Плеяды как отдельное созвездие. Они упоминаются Гесиодом и Гомером (в «Илиаде» и «Одиссее»). Давно известно, что Плеяды — это физически связанная группа звёзд, а не разноудалённые от Земли звёзды, которые случайно оказались рядом на небесной сфере.
Священник Джон Мичелл в 1767 году вычислил вероятность случайного совмещения такого количества ярких звёзд на таком маленьком участке неба. Эта вероятность оказалась равна 1:500000, и он высказал предположение, что Плеяды, как и другие звёздные скопления, должны быть физически связаны. Это подтвердилось, когда были проведены первые измерения относительной скорости их звёзд: оказалось, что их собственные движения очень близки, что указывает на их гравитационную связанность.
Шарль Мессье включил Плеяды в свой каталог кометоподобных объектов, изданный в 1771 году; обозначение их по этому каталогу — M 45. Включение туда Плеяд (наряду с Туманностью Ориона и скоплением Ясли) выглядит немного странно, поскольку Плеяды намного ярче, чем большинство объектов этого каталога, и вряд ли могут быть приняты за комету. Одно из предположений состоит в том, что Мессье просто хотел получить более полный каталог, чем его научный конкурент Лакайль, чей каталог 1755 года содержал 42 объекта. Для удлинения списка он добавил некоторые яркие, хорошо известные объекты.
В 1847 году Иоганн Медлер, основываясь на наблюдениях, предположил, «что группа Плеяд есть центральная группа всех неподвижных звёзд, в пределах Млечного пути; и что Альциона в этой группе всего вероятнее составляет центральное солнце». Он рассчитал, что один оборот вокруг Альционы Солнце делает за 18,2 млн лет.
Расстояние
Измерение расстояния до скопления Плеяд — важный первый шаг для определения бо́льших расстояний во Вселенной. Точное знание этого расстояния позволяет прокалибровать диаграмму Герцшпрунга — Рассела для Плеяд, а это даёт возможность оценить расстояние и до других скоплений (исходя из сравнения с аналогичными диаграммами для них). Основываясь на этих расстояниях, можно с помощью других методов расширить диапазон известных расстояний во Вселенной: от рассеянных звёздных скоплений к галактикам и галактическим скоплениям. Таким образом, представления астрономов о возрасте и развитии Вселенной в некоторой мере зависят от знания расстояния до звёздного скопления Плеяд (впрочем, и ряда других скоплений — Гиад, скопления Волосы Вероники и др).
До запуска Европейским космическим агентством спутника Hipparcos расстояние от Земли до скопления Плеяд оценивалось приблизительно в 135 парсек. «Hipparcos» же вызвал настоящее смятение в рядах астрономов, измерив параллакс звёзд скопления и обнаружив, что указанное расстояние равняется «всего» 118 парсекам.
Подобные измерения на сегодняшний день представляют собой один из наиболее точных способов вычисления расстояний в космосе. Дальнейшие исследования, однако, показали, что в измерениях спутника была ошибка, причина которой до сих пор не установлена. Другие определения расстояния до Плеяд лежат в интервале 130—140 парсек.
Состав
Звёздное скопление Плеяд имеет около 12 световых лет в диаметре и содержит около 1000 звёзд, принадлежность которых к нему установлена статистически надёжно.
Из них многие являются кратными. По оценкам, общее число звёзд скопления около 3000. Преобладают там горячие голубые звёзды. Невооружённым глазом можно увидеть до 14 из них (в зависимости от остроты зрения и условий наблюдения). Расположение ярчайших звёзд немного похоже на расположение звёзд Большой и Малой Медведицы. Общая масса звёзд скопления оценивается в примерно 800 масс Солнца.
В Плеядах много бурых карликов — субзвёздных объектов с массой менее 8 % солнечной, что недостаточно для начала термоядерных реакций. Бурые карлики могут составлять до четверти звёзд скопления, но менее 2 % его массы. Бурые карлики молодых звёздных скоплений (таких, как Плеяды), представляют большой интерес для астрономов, так как ещё достаточно яркие для наблюдения и изучения.
Кроме того, в скоплении есть несколько белых карликов. Ввиду сравнительно небольшого возраста скопления звёзды вряд ли имели возможность эволюционировать в белых карликов «обычным» путём, так как это обычно занимает несколько миллиардов лет. Но они могли быстро образоваться из звёзд большой массы в тесных двойных системах из-за перетекания вещества с них на второй компонент.
Возраст и будущее развитие
Возраст звёздных скоплений можно оценить сравнением диаграммы Герцшпрунга-Рассела этих скоплений с теоретическими моделями. Возраст Плеяд, оценённый по этой методике, колеблется от 75 до 150 миллионов лет. Такой разброс вызван неопределённостями в теории звёздной эволюции. В частности, подсчёт для модели, в которой присутствует явление конвекционного перехлёста, при котором конвекционная зона звезды проникает в её стабильную зону, даёт большее значение возраста системы.
Другой метод приблизительного определения возраста звёздного скопления основан на изучении объектов скопления с самыми малыми массами. Поскольку для ядерных реакций с участием лития достаточно низкой температуры (2,5 миллиона K), «обычные» звёзды быстро тратят литий в реакциях ядерного синтеза. Но более холодные объекты — бурые карлики — могут его сохранять (тем дольше, чем они легче, и, соответственно, холоднее). Определив максимальную массу бурых карликов, ещё содержащих литий, можно рассчитать примерный возраст звёздного скопления, в которое они входят. Такая методика даёт для возраста Плеяд 115 миллионов лет.
Как и большинство рассеянных звёздных скоплений, Плеяды со временем перестанут быть гравитационно связанной структурой, так как скорость звёзд в них больше скорости убегания для этого скопления. По предварительным оценкам, в течение 250 миллионов лет Плеяды распадутся; влияние гравитации молекулярных облаков и спиральных рукавов галактики только ускорит этот процесс. Отражательная туманность
При идеальных условиях наблюдения на фотографиях с большой выдержкой можно заметить некоторые признаки туманности вокруг скопления Плеяд, особенно вокруг Меропы и вокруг Майи. Это отражательная туманность, отражающая голубой свет горячих молодых звёзд и открытая в 1859 году.
Ранее считалось, что пыль, образующая туманность — это остатки вещества, из которого образовались звёзды скопления. Однако за 100 миллионов лет это вещество было бы рассеяно давлением звёздного излучения. Видимо, Плеяды просто сейчас движутся по насыщенной космической пылью области пространства.
Изучение этой отражательной туманности показало, что пыль в ней не распределена равномерно, но сконцентрирована в двух слоях вдоль луча зрения. Эти слои могли быть сформированы торможением пылевого облака, вызванным радиационным давлением движущихся ему навстречу звёзд скопления.
Имена
Девять ярчайших звёзд скопления получили свои имена в честь семи сестёр Плеяд древнегреческой мифологии: Алкиона, Келено, Майя, Меропа, Стеропа, Тайгета и Электра, а также их родителей — Атланта и Плейоны. Согласно астрономической традиции «Келено» и «Алкиона» произносятся соответственно «Целено» и «Альциона».
Наблюдения
Плеяды на зимнем вечернем небе часто обращают на себя внимание даже и далёких от астрономии людей. Компактная кучка из 6—7 довольно ярких звёзд хорошо выделяется на бедном звёздами фоне. При хорошем зрении наблюдателя и в отсутствие посторонней засветки неба городским освещением можно различить 10—11 звёзд в пределах примерно 2 градусов.
В полевой бинокль уже видны 20—30 звёзд и хорошо различим рисунок из 9 главных звёзд в виде ковшика с короткой ручкой.
В любительский телескоп умеренной апертуры (127—180 мм) скопление едва помещается в поле зрения самого слабого окуляра. Количество видимых звезд возрастает до полусотни, а при условии хорошего неба (деревенское, безлунное) становится видна туманность (NGC 1432/1435) в которую погружено скопление, в виде голубоватых ореолов вокруг самых ярких звезд (особенно у Меропы и Майи). Обычные «дипскай»-фильтры (UHC, OIII и даже LPR) не помогают выделить эту отражательную туманность.
Трюмплер 16 (англ. Trumpler 16) — массивное рассеянное скопление, содержащее несколько ярчайших звёзд Млечного Пути. Скопление расположено в Туманности Киля в рукаве Киля-Стрельца и находится на расстоянии около 7500 световых лет от Солнца. Входящая в состав скопления звезда η Киля видна невооруженным глазом. Самыми яркими звёздами скопления являются η Киля и WR 25, светимости обеих звёзд превышают солнечную в миллионы раз; кроме них, еще 6 звёзд скопления имеют спектральный класс O3. И η Киля, и WR 25 являются двойными звёздами, в которых главный компонент обеспечивает большую часть светимости, но второй компонент также является массивной яркой звездой. Если рассматривать излучение всего диапазона длин волн, то WR 25 окажется более яркой звездой: светимость составляет 6 300 000 светимостей Солнца, абсолютная болометрическая звёздная величина равна -12,25. У η Киля полная светимость составляет 5 300 000 светимостей Солнца, абсолютная болометрическая звёздная величина равна -12,0.
Однако на изображениях η Киля кажется более ярким объектом, поскольку она более ярка в оптическом диапазоне спектра, а также погружена в туманность, отчётливо видимую на изображениях. WR 25 является очень горячей звездой, излучающей значительную часть энергии в ультрафиолетовом диапазоне. Данную звезду можно видеть на изображениях ниже и правее звезды η Киля, рядом с краем яркой туманности и справа от оранжевой звезды.
Трюмплер 16 и Трюмплер 14 являются наиболее заметными скоплениями в ассоциации Киль OB1, гигантской звёздной ассоциации рукава Киля. Другое скопление в ассоциации, Коллиндер 228 (Collinder 228) считается продолжением скопления Трюмплер 16, визуально отделённым от него пылевой полосой. Скопление Трюмплер 14 является боле молодым и компактным. Спектральные классы звёзд скопления показывают, что оно образовалось за время единой вспышки звездообразования. Звёздный ветер, создаваемый самыми яркими звёздами, выбросил остатки облаков пыли из скопления. Через несколько миллионов лет, после того как наиболее яркие звёзды закончат эволюцию, испытав вспышки сверхновых, скопление будет медленно завершать свою эволюцию.
