Първата снимка в близък план на звезда извън Млечния път

Една далечна звезда се отърсва от външните си слоеве и се подготвя да избухне като свръхнова.

Астрономите наблюдават огромната звезда, наречена WOH G64, от откриването ѝ през 70-те години на миналия век. Тя е една от най-големите познати звезди, а също и един от най-светлите и масивни червени свръхгиганти. Звездата е заобиколена от обвивка от изхвърлени звездни частици, което може да означава, че тя се готви да експлодира.

WOH G64 не се намира в Млечния път, тя е в Големия Магеланов облак, най-голямата галактика-спътник на Млечния път. Да се получи това детайлно изображение е доста трудно и е голямо постижение за екипа от учени, които са създали изображението с помощта на интерферометъра на Very Large Telescope (VLTI) на Европейската южна обсерватория (ESO).

Изображенията и резултатите от наблюденията на звездата са публикували в списание Astronomy and Astrophysics. Изследването е озаглавено "Изобразяване на най-вътрешната околозвездна среда на червения свръхгигант WOH G64 в Големия Магеланов облак" (Imaging the innermost circumstellar environment of the red supergiant WOH G64 in the Large Magellanic Cloud). Водещ автор е Кейичи Охнака (Keiichi Ohnaka), астрофизик от Университета Андрес Бело в Чили.

"Значителната загуба на маса във фазата на червения свръхгигант е от голямо значение за еволюцията на масивните звезди, преди те да приключат живота си с експлозия на свръхнова", пишат изследователите в своята статия.

Да се разбере кои са предшествениците на свръхновите е важно поради ролята, която те играят във Вселената. Тези масивни звезди създават тежки елементи чрез ядрен синтез, след което ги разпръскват в заобикалящата ги среда при експлозията си. Тези тежки елементи правят възможни скалистите планети. Ударните вълни ot звездата предшественик могат също така да компресират газ в околностите им, което може да предизвика раждането на нови звезди. По-добрите изображения на звезди, приближаващи се към своя взривен край, помагат на астрономите да ги проучат по-добре.

"За първи път успяхме да направим снимка с увеличен мащаб на умираща звезда в галактика извън нашия Млечен път", казва водещият автор Охнака.

WOH G64 (по-нататък WOH) се намира на огромно разстояние от 160 000 светлинни години. Въпреки че червеният свръхгигант е огромна звезда, която е 2 000 пъти по-голяма от Слънцето, това е огромно разстояние. Всичко това се дължи на VLTI и един от по-новите му инструменти, наречен GRAVITY. Това е мощен инструмент, който е инсталиран на VLTI през 2015 г.

Когато Охнака и колегите му виждат изображенията, са впечатлени. На изображенията се вижда пашкул от прах около звездата - доказателство, че тя се е свила и е изхвърлила част от външните си слоеве.

"Открихме яйцевиден пашкул, плътно обграждащ звездата", коментира водещият автор Охнака. "Заинтригувани сме, защото това може да е свързано с драстичното изхвърляне на материал от умиращата звезда преди експлозията на свръхнова."

Тази художествена реконструкция показва основните характеристики на звездата. Звездата е заобиколена от яйцевиден прахов пашкул, с по-широк пръстен или торус от прах. Астрономите не са така категорични за формата и размера на външния пръстен, за чиято яснота са необходими повече наблюдения. Кредит: ESO/L. Calçada

Охнака и колегите му наблюдават WOH от дълго време, но трябваше да изчакат по-добри инструменти, за да я разгледат отблизо.

Наред с други неща, те забелязват, че звездата е станала по-слаба през последното десетилетие.

Герд Вайгелт (Gerd Weigelt) е професор по астрономия в Института по радиоастрономия "Макс Планк" и съавтор на изследването.

"Установихме, че през последните 10 години звездата е претърпяла значителна промяна, което ни предоставя рядката възможност да наблюдаваме живота на звездата в реално време", заявява Вайгелт.

В последните етапи от живота си червените свръхгиганти като WOH G64 изхвърлят външните си слоеве от газ и прах в процес, който може да продължи хиляди години.

"Тази звезда е една от най-екстремните по рода си и всяка драстична промяна може да я доближи до експлозивния ѝ край", обяснява Джако ван Лоон (Jacco van Loon), директор на Обсерваторията Кийл към Университета Кийл въвъ великобритания, който наблюдава WOH от 90-те години на миналия век.

С по-ограничените данни, налични в миналото, Охнака моделира как би могла да изглежда праховата среда. Тези модели и наблюдения предсказваха различна форма от тази, която разкриват изображенията на GRAVITY.

Изображенията показват издължена, компактна емисионна област в близката инфрачервена област (NIR), обграждаща звездата. Това подсказва, че в близост до звездата се е образувал нов горещ прах, който спомага за затъмняването на самата звезда. През последното десетилетие непрекъснатият спектър на звездата в инфрачервената област се е изместил, което също подкрепя хипотезата за нов прах. По-ранните изображения отпреди 2003 г. показват повече поглъщане на водород, отколкото последните изображения.

Други наблюдения на звезди - червени свръхгиганти - също показват, че околозвездната им среда не е сферична. Например прахът около остатъка от SN1987A също не е сферичен. Астрофизиците смятат, че този прах е бил изхвърлен от звездата предшественик на SN1987A, преди тя да се превърне в син свръхгигант и да експлодира.

Продълговатата, пашкулна форма на емисиите има две възможни обяснения.

"Удължената емисия може да се дължи на двуполюсно изтичане по оста на праховия торус", обясняват авторите. "Друго обяснение е, че удължаването може да е причинено от взаимодействието с невидим спътник."

Това реконструирано GRAVITY изображение на WOH G64 е от изследването и ясно показва издължената, кокосова форма. Кредит: Ohnaka et al. 2024.

Несферичните структури са често срещани и изследователите искат да разберат по-добре това явление.

"Като се има предвид високата степен на разнообразние сред масивните звезди, асиметричната, засилена загуба на маса във фазата на RSG (червен свръхгигант), която може да бъде предизвикана от двойно взаимодействие, е от съществено значение не само за по-доброто разбиране на еволюцията на масивните звезди, но и за тълкуването на спектрите на свръхновата в ранната фаза", обясняват авторите.

За съжаление, наблюдението на свръхновата става все по-трудно. Прахът закрива звездата.

"Образуването на нов горещ прах означава също, че централната звезда сега е по-затъмнена в сравнение с епохите преди 2009 г.", обясняват авторите, и ако звездата продължи да изхвърля материал, тя ще стане по-слаба.

Но въвеждането на нови инструменти може да помогне. Наследникът на GRAVITY, GRAVITY+, се внедрява постепенно и ще бъде завършен през 2026 г.

"Подобни последващи наблюдения с инструментите на ESO ще бъдат важни за разбирането на това, което се случва в звездата", заключава Охнака.

WOH G64 се готви да избухне, но това не означава, че това е неизбежно от гледна точка на продължителността на човешкия живот. Никой от живите днес няма да стане свидетел на експлозията. От гледна точка на звездите обаче смъртта на звездата е неизбежна.

Може би нашите далечни потомци, ако имаме такива, ще станат свидетели на това.

Справка: Imaging the innermost circumstellar environment of the red supergiant WOH G64 in the Large Magellanic Cloud; K. Ohnaka, K.-H. Hofmann, G. Weigelt, J. Th. van Loon, D. Schertl and S. R. Goldman; Astronomy and Astrophysics; Volume 691, November 2024; L15; 9; Published online 21 November 2024; DOI https://doi.org/10.1051/0004-6361/202451820 

Източник: The First Close-Up Picture of Star Outside the Milky Way, Evan Gough, Universe Today

Още по темата

17/07/2024

Космос

Син свръхгигант всеки момент може да избухне в нашия Млечен път като свръхнова

15/03/2024

Космос

Нова звезда ще се появи в нощното небе за първи път от 80 години и ще бъде видима една седмица

05/06/2023

Космос

Звездата Бетелгейзе е с 50% по-ярка от обикновено. Какво се случва там?

03/02/2023

Защо

Как се измерва температурата на звезди?