Астрономы нашли объяснение медленной пульсации красных гигантов

Звезды средних размеров в конце жизни превращаются в красных гигантов. Водородное топливо в недрах заканчивается, и звезда сжимается под действием собственной гравитации. В плотном ядре снова запускаются термоядерные реакции, уже с участием гелия. Они заставляют внешние оболочки расширяться до огромных размеров. Когда в будущем Солнце превратится в такого красного гиганта, оно поглотит даже орбиту Земли.

Красные гиганты светятся нестабильно: их разреженные внешние слои пульсируют, и возникающие из-за этого акустические волны делают эти звезды переменными. Например, яркость Бетельгейзе меняется циклами, которые длятся около 425 и 185 наших суток. Однако у него есть более длинные периоды — около 5,9 года, — объяснить которые волнами и пульсацией уже не удается. Такие долгие циклы заметили примерно у трети известных гигантов и сверхгигантов.

Им посвящена новая работа астрофизиков из Варшавского университета, статья которых опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Игорь Сожински (Igor Soszyński) и его коллеги собрали данные наблюдений примерно за 16 тысячами красных гигантов. По 700 из них информация оказалась достаточно полной для анализа на длинных промежутках времени.

Ученые сопоставили кривые блеска этих звезд в видимом и ИК-диапазонах и заметили «провалы», которые соответствуют периодам снижения яркости звезды. Однако в некоторых случаях возникал и второй провал, уже только в ИК-волнах, который появлялся в противоположной фазе долгого цикла изменения яркости. Так может проявлять себя облако пыли, которое поглощает свет своей звезды и частично переизлучает его более длинными волнами.

По мнению авторов работы, эти нюансы раскрывают картину «долгой пульсации» красных гигантов, объясняя ее присутствием небольшого соседа. Его гравитация перетягивает часть вещества из рыхлых внешних слоев звезды, создавая масштабные потоки пыли. Проходя на ее фоне, этот компаньон может вызывать первую и хорошо заметную фазу затемнения. Соответственно, вторая фаза падения яркости связана с прохождением пылевого облака.

Судя по проведенным расчетам, такой компаньон может быть небольшой звездой или же коричневым карликом — промежуточным объектом между гигантскими планетами и полноценными звездами. Возможно даже, что такие карлики образуются из планет уже за время вращения вокруг красного гиганта, от которого притягивают дополнительное вещество.