это металлические фабрики Вселенной до того, как они взорвутся как сверхновые. Например, сверхновая звезда 1987a в Большом Магеллановом Облаке стала смертью голубого сверхгиганта. В следующей части исследования будет предпринята попытка исследовать, как эти голубые сверхгиганты взрываются и вносят свой вклад в ландшафт черных дыр и нейтронных звезд. Далее, как полагали раньше, для взрыва сверхновой голубому сверхгиганту необходимо прости стадию красного сверхгиганта, однако сверхновая SN 1978A. Например, сверхновая звезда 1987a в Большом Магеллановом Облаке стала смертью голубого сверхгиганта.
Телескоп Hubble нашел самую удаленную от Земли звезду
Источник фото: Фото редакции Используя новые звездные модели и анализируя данные о Большом Магеллановом Облаке, спутнике Млечного Пути, ученые выявили убедительные доказательства того, что большинство голубых сверхгигантов могли образоваться в результате слияния двух звезд, сливающихся в одну систему. Вновь образовавшиеся звезды существуют как голубые сверхгиганты в течение второй фазы своего существования, пока в их ядрах не закончится гелий", - пояснил специалист IAC Атира Менон. В дальнейших исследованиях ученые планируют изучить, как взаимодействуют голубые сверхгиганты с нейтронными звездами и черными дырами, расширяя свои знания об эволюции звезд и их взаимодействии во Вселенной.
Предыдущие симуляции сверхновой не смогли полностью объяснить, как этот никель мог так быстро передвигаться. Исследователи смоделировали асимметричные взрывы сверхновых звезд с коллапсом ядра и сравнили их с наблюдениями SN 1987A, получив наиболее вероятный сценарий рождения сверхновой. В слиянии участвовали красный сверхгигант и звезда главной последовательности. Во время слияния большая звезда захватывала вещество от меньшего спутника, который по спирали уходил внутрь, пока не был полностью поглощен, образуя быстро вращающийся синий супергигант.
На снимке, полученном космическим телескопом «Hubble», видно огромное окутывающее VY Большого Пса облако вещества. Его диаметр составляет около 1,5 триллиона километров. Humphreys University of Minnesota Как показали наблюдения «Hubble», VY Большого Пса также окружают относительно компактные узлы материи, которые еще довольно близки к сверхгиганту и изверглись всего 100-200 лет назад — как раз в период, когда яркость звезды упала почти в 6 раз, сделав ее невидимой невооруженным глазом. Удивительно, но масса некоторых выбросов более чем в два раза превышает массу Юпитера. Природа этих явлений как у этого гиганта, так и у Бетельгейзе, вероятно, связана с поверхностной активностью — большими конвективными ячейками, некоторые из которых крупнее Солнца», — пояснили авторы исследования. Облако пыли, затмевающее Бетельгейзе, в представлении худоника. Kornmesser Звезда начала свою жизнь как супергорячий, яркий голубой сверхгигант, масса которого в 35-40 раз превышала массу Солнца.
Откуда берутся эти титаны звездного мира? Классические теории звездной эволюции не могли объяснить, почему мы наблюдаем так много голубых сверхгигантов.
Ведь согласно этим теориям, они должны существовать лишь краткий миг в масштабах космического времени. Но недавно международная группа исследователей, ведомая учеными из Института астрофизики Канарских островов , сделала прорыв в этом вопросе. С помощью компьютерного моделирования и анализа данных, полученных с Большого Магелланова Облака, они нашли убедительные доказательства того, что большинство голубых сверхгигантов рождаются не в одиночестве, а в результате слияния двух звезд, входящих в двойную систему. Представьте себе: две звезды, гравитационно связанные друг с другом, вращаются в космическом танце. Одна из них — гигант, уже прошедший большую часть своего жизненного пути, другая — звезда поменьше.
Загадки голубых звезд сверхгигантов
Наблюдения оптического излучения от сверхновой SN 2005 gj, выполненные группой Кэрри Трандл на Очень большом телескопе а конкретно, на телескопе Кьюен; на фото — второй слева , расположенном в Чили на горе Паранал, показали, что голубой сверхгигант может взорваться как сверхновая, минуя стадию звезды Вольфа—Райе. Фото с сайта Европейской Южной Обсерватории www. Наблюдения сверхновой SN 2005 gj позволили заглянуть в ее прошлое и установить, какой звездой она была до взрыва. Этот результат противоречит существующей теории звездной эволюции и может потребовать ее частичного пересмотра. Вспышка сверхновой — один из самых мощных взрывных процессов в природе. Она наблюдается как внезапное увеличение блеска звезды в миллиард и более раз. При вспышке сверхновая светит практически так же, как целая галактика. Если в спектре сверхновой нет линий излучения водорода, то ей присваивается тип I, а если линии есть — то тип II. Теория звездной эволюции предсказывает, что вспышка сверхновой типа II — это заключительный этап жизни массивной звезды, масса которой превышает десять солнечных. Согласно современной теории, на этом этапе происходит катастрофически быстрое сжатие ядра звезды, состоящего из атомов железа, и последующий отскок падающей на ядро внешней оболочки, в которой сохранился водород.
Ударная волна, которая образуется при отскоке оболочки, нагревает ее и вызывает столь сильное увеличение блеска звезды. Чтобы взорваться как сверхновая, массивная звезда должна пройти несколько стадий, в течение которых водород в ядре звезды постепенно выгорает и превращается в гелий, затем в углерод, кислород и далее до железа. Теория звездной эволюции говорит, что в конце жизни такая звезда проходит стадию голубого сверхгиганта, затем она становится звездой Вольфа—Райе, и только потом происходит взрыв. Теория и наблюдения показывают, что различия между двумя первыми стадиями значительны. На стадии голубого сверхгиганта в ядре звезды еще горит водород, а сильный звездный ветер уносит оболочку. Продолжительность этого периода — порядка ста тысяч лет — очень мала по сравнению со временем жизни звезд. После этого горение водорода в ядре прекращается, и звезда представляет собой почти полностью обнаженное гелиевое, углеродное или азотное ядро — звезду Вольфа—Райе. Они показали, что эта последовательность может быть нарушена: голубой сверхгигант, минуя стадию звезды Вольфа—Райе, может взорваться как сверхновая, что не согласуется с существующей теорией звездной эволюции. Открытие было сделано большой командой ученых, работающих по программе Слоановского цифрового обзора неба SDSS.
Буквы «gj» в названии звезды означают ее порядковый номер: первая сверхновая, открытая в 2005 году носила буквы «аа», вторая — «ab» и так далее.
Теперь этот материал как бы отскакивает от звезды со скоростью, превышающей четыре тысячи километров в секунду. Предыдущие модели не смогли полностью объяснить, как этот никель набирает столь высокую скорость. В новом исследовании астрофизики смоделировали асимметричные взрывы сверхновых с коллапсом ядра четырех звезд-предшественников и сравнили их с наблюдениями SN 1987A. В результате наиболее достоверным был признан сценарий, при котором прародителем сверхновой является голубой сверхгигант, образованный слиянием двух звезд. Во время этого процесса более крупная звезда могла отделить вещество от своего меньшего спутника, который вращался вовнутрь, пока не был полностью поглощен. Так образовался быстро вращающийся голубой сверхгигант.
Пока точно не выяснено, как и почему образуются эти белые карлики из звёзд, которые теоретически должны закончить эволюцию взрывом малой сверхновой. Как голубые, так и красные сверхгиганты могут эволюционировать в сверхновую. Так как значительную часть времени массивные звёзды пребывают в состоянии красных сверхгигантов, мы наблюдаем больше красных сверхгигантов, чем голубых, и большинство сверхновых происходит из красных сверхгигантов. Астрофизики ранее даже предполагали, что все сверхновые происходят из красных сверхгигантов, однако сверхновая SN 1987A образовалась из голубого сверхгиганта и, таким образом, это предположение оказалось неверным. Это событие также привело к пересмотру некоторых положений теории эволюции звёзд. Примеры голубых сверхгигантов.
Эти звезды зачастую в несколько десятков раз массивнее нашего Солнца и могут быть в десять тысяч раз более яркими. Голубые сверхгиганты B-типа находятся на продвинутой стадии звездной эволюции. Они быстро сжигают свое ядерное топливо и имеют относительно короткую по астрономическим масштабам продолжительность жизни — от нескольких миллионов до нескольких десятков миллионов лет. Обычно они образуются в очень плотных и объемных звездных областях, где условия благоприятны для рождения массивных и ярких звезд. Эти звезды играют важнейшую роль в эволюции галактик, участвуя в производстве более тяжелых элементов за счет своего ядерного синтеза. Они также влияют на динамику звездообразующих областей и туманностей, в которых они рождаются. Кроме того, сверхгиганты уже давно бросают вызов традиционной звездной теории.
На голубых сверхгигантах бушуют волны
Благодаря этому Hubble смог увеличить ее в 2 тыс. Икар, по мнению астрономов, представляет собой голубой сверхгигант больше и ярче Солнца. Его открытие позволит больше узнать о развитии звезд, особенно — светящихся очень сильно, уверены ученые.
Результаты команды показывают, что голубые сверхгиганты попадают в эволюционный разрыв в традиционной звездной физике — фазу звездной эволюции, в которой астрономы не ожидали увидеть звезды. Вопрос в том, может ли это объяснить замечательные свойства голубых звезд-сверхгигантов? Кажется, ответ — да. Новые результаты могут стать большим шагом на пути к решению давней проблемы, связанной с рождением голубых звезд-сверхгигантов, а также указывают на важность слияний двойных звезд в формировании звездного населения и общей формы галактик. Следующим шагом в этом исследовании будет то, что команда переключит внимание с рождения голубых звезд-сверхгигантов на смерть этих массивных объектов.
Ученые будут исследовать, как взрывы голубых сверхгигантов создают нейтронные звезды и черные дыры.
Спектральное разрешение — это способность различать близкие по частоте сигналы. Если разные части оболочки сверхновой или любой другой звезды движутся с разной скоростью, то мы будем наблюдать изменение частоты излучения, пропорциональное скорости эффект Доплера. Чем лучше спектральное разрешение, тем более мелкие изменения скорости вещества мы можем изучать, тем более точно мы знаем, с какой скоростью движется вещество и на какой частоте оно излучает. Спектры сверхновой SN 2005 gj, полученные группой Трандл, показаны на рис. Яркая и узкая линия H? Основное в этом спектре — внешний вид профиль узкой части линии H?
Он говорит нам о том, какой звездой была сверхновая до взрыва и какой газ ее окружал. Главная особенность профиля этой линии — наличие двух пиков поглощения в спектре две ямки слева от пика излучения на рис. Такая форма линии в спектре сверхновой обнаружена впервые за всю историю наблюдения этого типа звезд! Чтобы получить профиль линии в столь крупном масштабе и увидеть, что пиков поглощения на самом деле было два, как раз и необходимо высокое спектральное разрешение. Слева: Спектры сверхновой SN 2005 gj на 86-й и 374-й день после взрыва. Видно излучение в линиях водорода H? Справа: линия водорода H?
Trundle, et al. Широкая часть в основании линии H? Промежуточная часть зеленая стрелка образуется в веществе, которое окружает сверхновую и взаимодействует с ударной волной. Самая узкая часть линии красная стрелка представляет излучение невозмущенного ударной волной вещества, которое, правда, уже ионизовано излучением сверхновой. Все особенности узкой части линии связаны с природой газа, окружавшего сверхновую до взрыва. Группа Кэрри Трандл классифицирует сверхновую SN 2005 gj как тип IIn из-за наличия в спектре узких линий «n» — от англ. Профиль узкой части линии H?
Голубые сверхгиганты меньшей массы продолжают расширяться, пока не станут красными сверхгигантами. При этом они должны провести некоторое время как желтые сверхгиганты или желтые гипергиганты , но это расширение происходит всего за несколько тысяч лет, и поэтому эти звезды редки. Красные сверхгиганты с большей массой сдувают свои внешние атмосферы и снова превращаются в голубых сверхгигантов, а затем, возможно, и в звезды Вольфа — Райе.
В зависимости от точной массы и состава красного сверхгиганта он может выполнить ряд синих петель, прежде чем либо взорваться как сверхновая типа II , либо окончательно сбросить достаточно внешних слоев, чтобы снова стать синим сверхгигантом, меньше светлее, чем в первый раз, но более нестабильно. Если такая звезда может пройти через желтую эволюционную пустоту, ожидается, что она станет одной из LBV с более низкой светимостью. Самые массивные голубые сверхгиганты слишком светятся, чтобы сохранять обширную атмосферу, и они никогда не расширяются в красный цвет.
Неясно, могут ли более массивные голубые сверхгиганты потерять достаточно массы, чтобы безопасно эволюционировать до старости как звезда Вольфа Райе и, наконец, как белый карлик, или они достигают стадии Вольфа Райе и взрываются как сверхновые , или они взрываются как сверхновые, в то время как синие сверхгиганты. Прародителями сверхновых обычно являются красные сверхгиганты, и считалось, что только красные сверхгиганты могут взорваться как сверхновые.
Слияние двух звезд привело к появлению синего сверхгиганта
Голубые сверхгиганты — самые яркие звезды в родительских галактиках, однако их эволюционный статус является давней проблемой звездной астрофизики. Сравнив фотографии до и после взрыва, учёные убедительно показали, что взорвался не красный сверхгигант, как предсказывала теория, а массивная голубая звезда Sanduleak –69. Вновь образовавшиеся звезды существуют как голубые сверхгиганты в течение второй фазы своего существования, пока в их ядрах не закончится гелий".
Астрономы выяснили, как появляются голубые сверхгиганты
Впервые найдены наблюдательные свидетельства того, что голубые сверхгиганты могут быть прямыми предшественниками сверхновых звезд. В результате наиболее достоверным был признан сценарий, при котором прародителем сверхновой является голубой сверхгигант, образованный слиянием двух звезд. Голубой сверхгигант — тип сверхгигантских звёзд (I класс светимости) спектральных классов O и B. Общие характеристики Это молодые очень горячие и яркие звёзды с температурой. Новорожденные звезды живут как голубые сверхгиганты на протяжении второго по продолжительности этапа жизни звезды, когда в их ядре горит гелий," объясняет Менон. Для голубых сверхгигантов характерен сильный звёздный ветер, и, как правило, в своём спектре они имеют эмиссионные линии.
Раскрыта тайна происхождения голубых сверхгигантов — ярчайших звезд во Вселенной
Голубые сверхгиганты представляют собой самые яркие звезды в своих галактиках, из-за чего их удобно использовать для оценки свойств галактик, например , соотношения звездной массы галактики и металличности. Однако природа этих звезд В-типа массой от 16 до 40 масс Солнца остается предметом споров среди астрофизиков, причем эволюционные модели одиночных звезд объясняют общие свойства популяции хуже, чем модели слияния двух звезд. В частности, природу сверхгиганта, ставшего прародителем сверхновой SN 1987A, можно объяснить через медленное слияние красного сверхгиганта со своим компаньоном — звездой главной последовательности. Группа астрономов во главе с Атирой Менон Athira Menon из Канарского института астрофизики представила новые доказательства того, что большая часть голубых сверхгигантов может возникать при слиянии звезд.
В частности, природу сверхгиганта, ставшего прародителем сверхновой SN 1987A, можно объяснить через медленное слияние красного сверхгиганта со своим компаньоном — звездой главной последовательности. Группа астрономов во главе с Атирой Менон Athira Menon из Канарского института астрофизики представила новые доказательства того, что большая часть голубых сверхгигантов может возникать при слиянии звезд. Для этого ученые провели при помощи кода звездной астрофизики MESA моделирование эволюции звезды с массой 17-43 масс Солнца и однородной водородной оболочкой, рожденной при слиянии гиганта, сошедшего с главной последовательности и обладающего богатым гелием ядром, и звезды главной последовательности, а также моделирование эволюции одиночных звезд начальной массы в 16—40 масс Солнца. Девять звезд из выборки вписывались в модели одиночных звезд, 25 звезд — в модели слияния, а остальные могли быть объяснены разными моделями.
Данная звезда представляет собой голубой сверхгигант, светимость которого в 120 тысяч раз превышает светимость Солнца, пишут «Ежедневные Новости Владивостока». Ригель располагается примерно в 860 световых годах от Земли, что является достаточно близким расстоянием, если сравнивать с другими известными звездами. Ученые считают данную звезду достаточно молодой, ведь ее возраст не превышает 8 миллионов лет, но даже за этот период Ригель успел потерять массу, которая равна трем Солнечным. Если бы наша планета находилась вблизи этой звезды, то она была бы моментально уничтожена», — комментирует автор блога.
Помогло ученым и удачное расположение звезды на линии обзора телескопа. Благодаря этому Hubble смог увеличить ее в 2 тыс. Икар, по мнению астрономов, представляет собой голубой сверхгигант больше и ярче Солнца.
Разгадана тайна голубых сверхгигантов: в недрах рождаются волны
Галактика-хозяин всплеска видна с ребра, вспышка близка к ее ядру. Галактика характеризуется эффективным радиусом 2,45 килопарсеков, звездной массой около 109 масс Солнца, дискообразной морфологией и умеренным темпом звездообразования. В целом, галактика-хозяин GRB 221009A не является особенно необычной среди галактик-хозяев как длинных, так и коротких гамма-всплесков. Наблюдаемое явное отсутствие какого-либо излучения сверхновой от GRB 221009A выглядит очень необычным явлением. Возможно, что в рассматриваемый период 0,5—55 дней после всплеска излучение сверхновой было небольшим или же пик ее излучения находился за пределами охватываемого диапазона длин волн.
Такие звёзды в прямом смысле очень быстро сгорают. Всего за 10-50 млн лет они расходуют все свои запасы водорода и сходят с главной последовательности. Чтобы прогреть такого гиганта, приходится тратить очень много энергии! Чем-то похожи звёзды на людей. Так, люди, подобные голубым гигантам, работающие наизнос, или горящие творческим огнём, или пылом эмоций и страстей, рано уходят. К долгожителям же, как правило, относятся приверженцы размеренного и спокойного образа жизни. Вот и среди звёзд словно есть нечто подобное. Голубой гигант Ригель и туманность IC 2118, которую он освещает Проживают голубые гиганты только в молодых космических структурах, таких как рассеянные скопления, рукава спиральных галактик и неправильные галактики. Они практически не встречаются в ядрах спиральных и эллиптических галактик или в шаровых скоплениях, которые, как полагают, являются старыми объектами. Если они там и рождались, то уже очень давно сгорели ещё во времена, когда галактика была совсем юной. Так что, у голубых гигантов короткая, но бурно протекающая жизнь. Сгорая сам, свети другим - точно про них.
Свету требуется около 6 земных часов, чтобы обогнуть VY Большого Пса, а если поместить гиганта в центр Солнечной системы, то это раздувшееся чудовище простиралось бы за орбиту Юпитера. Эти структуры похожи на протуберанцы, только гораздо крупнее. Кроме того, они физически не связаны со звездой, а были выброшены сотни лет назад и удаляются. На снимке, полученном космическим телескопом «Hubble», видно огромное окутывающее VY Большого Пса облако вещества. Его диаметр составляет около 1,5 триллиона километров. Humphreys University of Minnesota Как показали наблюдения «Hubble», VY Большого Пса также окружают относительно компактные узлы материи, которые еще довольно близки к сверхгиганту и изверглись всего 100-200 лет назад — как раз в период, когда яркость звезды упала почти в 6 раз, сделав ее невидимой невооруженным глазом. Удивительно, но масса некоторых выбросов более чем в два раза превышает массу Юпитера.
Они также влияют на динамику звездообразующих областей и туманностей, в которых они рождаются. Кроме того, сверхгиганты уже давно бросают вызов традиционной звездной теории. Хотя согласно классическим моделям они должны быть редкими, на самом деле они довольно часто встречаются в нашей наблюдаемой Вселенной. Как это можно объяснить? Звездный синтез: происхождение голубых сверхгигантов Ключ к этой загадке кроется в том, что большинство голубых сверхгигантов наблюдаются как одиночные звезды, без обнаруживаемых звездных компаньонов. В то же время большинство массивных звезд рождаются в бинарных системах с компаньонами. Решение этого парадокса, по-видимому, кроется в явлении звездного синтеза.
Разгадана тайна голубых сверхгигантов: в недрах рождаются волны
В реальности голубой сверхгигант коллапсировал где-то во времена среднего палеолита. Изображение двойного скопления h и xi Персеи в созвездии Персея с голубыми сверхгигантами в исследовании показано крестиками и включает типичный спектр из выборки. Голубые сверхгиганты — это массивные звёзды, находящиеся в определённой фазе процесса «умирания».