08.08.2024, 14:09
Дарья Губина
2
1,9 тыс

Астрономы нашли рекордную суперлитиевую звезду

❋ 5.4

Обычно в процессе эволюции содержание лития в звездах падает. Тем не менее астрономам давно попадаются старые светила с высоким содержанием этого металла. Новая звезда оказалась рекордсменом среди себе подобных. Современные модели не могут объяснить ее состав.

Центр Млечного Пути в инфракрасном диапазоне. Снимок космического телескопа «Спитцер» / © NASA, Caltech, Susan Stolovy (SSC, Caltech)
Центр Млечного Пути в инфракрасном диапазоне. Снимок космического телескопа «Спитцер» / © NASA, Caltech, Susan Stolovy (SSC, Caltech)

С возрастом содержание лития в фотосфере звезд, то есть нижнем слое атмосферы, сокращается. У маломассивных звезд это начинается еще до выхода на главную последовательность, когда их источником энергии становятся термоядерные реакции. Причем скорость падения содержания лития невозможно объяснить стандартным «взрослением» звезды. Очевидно, свой вклад делают внутренние гидродинамические процессы.

В общем, во всех маломассивных красных гигантах астрономы ожидают видеть низкое содержание лития. Тем удивительнее взрослые светила, которые умудряются удержать высокое содержание этого металла.

Впервые красных гигантов с аномально высоким содержанием лития заметили еще в 1980-х годах. Разглядеть наличие лития в прохладных звездах довольно легко, поэтому за прошедшие десятилетия накопилось множество данных наблюдений. В среднем высокое содержание этого элемента встречается у одного-двух процентов красных гигантов.

На сегодня известно примерно 150 гигантов с высоким содержанием лития. Из них около 20 считаются суперлитиевыми звездами c показателем относительного содержания металла выше 3,3. Лишь у нескольких гигантов он превысил 4.

Астрономы из Флоридского университета (США) обнаружили в гало Млечного Пути взрослого красного гиганта J0524-0336 с показателем содержания лития около 5,62, что делает его самой суперлитиевой звездой из известных до сих пор. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Звезду заметили в рамках обзора, целью которого было найти старые звезды Галактики. Гигант J0524-0336 приближается к последним этапам эволюции и уже становится нестабильным. Он гораздо больше и ярче звезд своего типа. Как предположили авторы исследования, его масса приблизительно равняется 0,8 солнечной, что обычно для таких гигантов на этом этапе развития. Получается, сейчас он примерно в 30 раз больше Солнца.

«Мы обнаружили, что у J0524-0336 в 100 тысяч раз больше лития, чем у Солнца на сегодняшнем этапе его эволюции. Такое количество сложно объяснить принятыми моделями эволюции звезд. Возможно, существует какой-то другой механизм производства или удержания лития», — объяснила Рана Эззеддин, астроном из Флоридского университета.

Слева: линия поглощения гелия в спектре ультралитиевой звезды J0524-0336 во время разных сессий наблюдений. Красная пунктирная линия — линия поглощения у нормальной звезды (J0155-6400). Справа: расположение новой звезды на диаграмме Герцшпрунга — Рассела. Линиями отмечены разные траектории эволюции красных гигантов. Рыжая ведет от главной последовательности к вершине ветви красных гигантов. Зеленая — от горизонтальной ветви к первой тепловой пульсации на асимптотической ветви гигантов. Черным отмечен «бугорок ветви красных гигантов»
Слева: линия поглощения гелия в спектре ультралитиевой звезды J0524-0336 во время разных сессий наблюдений. Красная пунктирная линия — линия поглощения у нормальной звезды (J0155-6400). Справа: расположение новой звезды на диаграмме Герцшпрунга — Рассела. Линиями отмечены разные траектории эволюции красных гигантов. Рыжая ведет от главной последовательности к вершине ветви красных гигантов. Зеленая — от горизонтальной ветви к первой тепловой пульсации на асимптотической ветви гигантов. Черным отмечен «бугорок ветви красных гигантов» / © Kowkabany et al. The Astrophysical Journal (2024)

Известно несколько механизмов, которые могут объяснить высокое содержание лития в красных гигантах. Эти механизмы можно разделить на внешние и внутренние. В новой научной работе ученые рассмотрели все предположения в контексте параметров J0524-0336.

В число внешних механизмов входят поглощение планеты и взаимодействие со звездой-компаньоном. Чтобы объяснить, насколько большое содержание лития, у самой планеты должно было быть аномально высокое количество этого металла. К тому же, согласно моделям, у звезд этого типа вообще маловероятно образование планет. Со звездой-компаньоном все не так просто. Судя по движению гиганта J0524-0336, сейчас у него нет соседки, но довольно быстрое вращение может быть признаком недавнего взаимодействия с другим светилом.

Сложнее понять внутренние процессы. В теории и по данным наблюдений, на определенном этапе развития в благоприятных условиях красные гиганты могут начать производить литий. Для этого в звездах должно идти сильное «перемешивание». Как раз в механизмах этого перемешивания астрономы пока не разобрались.

Есть еще одна версия. Чрезвычайно высокое содержание лития может наблюдаться из-за появления временной литиевой оболочки. Вероятно, это пока неизученный этап развития красных гигантов перед переходом к более спокойному производству лития. По расчетам, он может длиться около 20 тысяч лет. Этот гипотетический этап называют литиевой вспышкой (lithium flash). Авторы новой статьи предположили, что J0524-0336 проходит через такую «вспышку».

«Если мы найдем скопление пыли в околозвездном диске или кольцо обломков и материи, выброшенной из звезды, то поймем, что звезда пережила потерю массы, например, при взаимодействии с другой звездой. Если мы не увидим такой диск, то сможем заключить, что обогащение литием произошло из-за пока неизвестного процесса внутри звезды», — заключила Рана Эззеддин. Ученые планируют продолжить наблюдения за звездой.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
19 сентября, 18:54
Александр Березин

Новая порция американских военных материалов об НЛО содержит очередные видео летающих объектов неизвестной природы, аудиозаписи с попыткой анализа наблюдений таких объектов и показывает, что американские военные пытались запустить какие-то разработки, опираясь на опыт своих не самых приятных столкновений с НЛО. Причем некоторые военные, видимо, получили после контакта с этими объектами какие-то повреждения, в том числе вызывающие выпадение волос.

20 сентября, 11:11
Марк Чернов

На севере Египта археологи совершили двойное открытие: раскопали древний некрополь, а прямо поверх него — руины римского военного форта. Главной неожиданностью для ученых стало само наличие скальных гробниц в этом регионе. Вся Дельта Нила состоит из заиленной глинистой почвы, где подземное строительство казалось невозможным, однако древние мастера сумели найти редкие выходы твердой породы и высечь в них усыпальницы.

19 сентября, 11:13
Александр Березин

Управление Конгресса США по бюджету подготовило доклад о последствиях глобального потепления. Первыми изо всех государственных органов в истории оно спрогнозировало серьезное снижение смертности из-за потепления климата. Это идет наперекор многолетней традиции полного игнорирования официальными документами давно известного в науке факта подавления избыточной смертности из-за роста глобальных температур.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

15 сентября, 11:38
Evgenia Vavilova

Тренды здорового питания постоянно меняются, в том числе на основе научных исследований. Когда-то публика панически боялась жиров, но их реабилитировали. Гарвардская пирамида здорового питания рисовала сложные углеводы в основании пирамиды, а теперь они переместились к вершине. Возможно, и современную моду на приоритет белка придется пересмотреть.

14 сентября, 15:23
Татьяна Зайцева

Авторы нового исследования, возможно, нашли ответ на вопрос, почему естественный отбор не устранил из человеческого генома мутацию, повышающую риск такого тяжелого аутоиммунного заболевания, как волчанка. По-видимому, все дело в эволюционном компромиссе: уязвимость в одной сфере — расплата за преимущество в другой.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария
1 2
08.08.2024
"С возрастом содержание лития в фотосфере звезд, то есть нижнем слое атмосферы, сокращается. У маломассивных звезд это начинается еще до выхода на главную последовательность, когда их источником энергии становятся термоядерные реакции. Причем скорость падения содержания лития невозможно объяснить стандартным «взрослением» звезды. Очевидно, свой вклад делают внутренние гидродинамические процессы." Прочитал и ничего не понял. "Маломассивные", догадываюсь, в этом случае, это про все звёды-карлики от M до O. Но у них литий не сгорает на главной последовательности, его уровень постоянен. О каком старении речь? Или "маломассивные" это конвективные красные карлики M<0,3 солнечной (даже M<0,6)? Тогда у них литий сгорит ещё на треке Хаяши и на главной последовательности лития не будет... "Lithium flash" вообще какая-то маняфантазия авторов. Чтобы из лития образовалась оболочка, надо чтобы он не сгорал после образования, а он будет сгорать! Надо прочитать что они там написали конечно.
    1, Вообще-то в статье речь идёт о красных гигантах, т.е. звёздах, на одной из последних стадий эволюции перед превращением в белые карлики. Этот этап ожидает и Солнце, из статьи следует, что через неё проходят и звёзды чуть менее массивные, чем наша звезда.