• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16 апреля
Иван Лавренов
3 777

Астросейсмология помогла обнаружить «похудевшие» красные гиганты

5.0

Ученые обнаружили «невозможные» красные гиганты, обладающие аномально низкими массами или светимостями. Открытие сделано при изучении массива данных, полученных космической обсерваторией «Кеплер», который, благодаря беспрецедентной точности и протяженности, позволяет определять параметры звезд методом астросейсмологии.

Предполагаемый механизм «похудения» красных гигантов.
Предполагаемый механизм «похудения» красных гигантов – перенос массы на звезду-компаньон. / © NASA/CXC/M.Weiss

Красные гиганты — стадия эволюции звезд, наступающая после исчерпания запасов водорода в их ядре. Превращение Солнца в красный гигант через 4-5 миллиардов лет называют финальной чертой для жизни на Земле: раздувшееся в сотню раз Солнце поглотит Меркурий с Венерой, а остальные внутренние планеты сожжет дотла. Многие яркие звезды на небе — красные гиганты; к примеру, это Бетельгейзе, Арктур и Альдебаран.

Продолжительность жизни звезды возрастает с уменьшением ее массы. Массивные звезды взрываются спустя миллионы лет после появления на свет. Солнце проживет 12 миллиардов лет, а красные карлики способны прожить триллионы лет. Поэтому во Вселенной не должно быть красных гигантов легче примерно 0,7 солнечных масс — за прошедшие с Большого Взрыва 13,8 миллиардов лет ни одна достаточно легкая звезда еще не успела сжечь водород в ядре.

Жизненный цикл Солнца. Масштаб не соблюден; при превращении в красный гигант радиус Солнца увеличится примерно в 100 раз. / слайд презентации https://en.ppt-online.org/214854

Астрономы из университета Сиднея во главе с Ягуаном Ли (Yaguang Li) проанализировали данные космического телескопа «Кеплер» и нашли исключения из этого правила. Для этого они определяли массы звезд методом астросейсмологии.

Обычно массу одиночной звезды определяют по ее спектральному классу. Более точные оценки тоже получают на основе «мгновенно» наблюдаемых данных. Сначала по спектру определяют температуру звезды, а по параллаксу – расстояние до нее. По яркости и расстоянию определяют светимость, а по светимости и температуре – радиус звезды. Далее по соотношению интенсивности некоторых спектральных линий вычисляют ускорение свободного падения в фотосфере, и вместе с известным радиусом оно дает массу светила.

Этот метод, помимо параллакса, требует наличия довольно подробных спектральных данных, и его нельзя отнести к широкодоступным. Для получения подробного спектра звезды требуются специальные наблюдения, а до недавнего поступления данных обсерватории Gaia параллаксы были известны только для довольно близких звезд.

Напротив, астросейсмология тоже позволяет определить массу звезды, и не требует при этом съемки спектра в высоком разрешении. Этот раздел астрономии изучает пульсации звезд и распространение звуковых волн внутри них. Каждую звезду можно представить как резонатор, у которого есть набор собственных колебаний. Взаимодействие потоков плазмы в недрах звезд и активность на их поверхности возбуждают эти колебания, подобно тому, как колокол звенит от ударов и гудит от сильного ветра.

Более подробно про астро- и гелиосейсмологию, а так же про физику Солнца, можно почитать здесь.

У большинства звезд амплитуда собственных колебаний, как и амплитуда вызванных ими колебаний яркости, очень невелика. Но если заснять кривую блеска с достаточной точностью, можно определить частоты собственных колебаний (их спектр), и вычислить распределение плотности и температуры внутри звезды, а по ним — массу звезды и распределение химических элементов в ней.

Схема распространения колебаний внутри звезды.
Схема распространения колебаний внутри звезды. / изображение из статьи https://isrscience.ru/the-sun/?post_id=2531&action=video.

Именно это и стало возможным благодаря телескопу «Кеплер». Основной его задачей был поиск транзитных экзопланет, и для этого он с 2009 по 2013 год непрерывно регистрировал яркость нескольких сотен тысяч звезд с точностью до стотысячных долей. В результате был получен уникальный массив данных. Его беспрецедентная точность, продолжительность и непрерывность открывает многие ранее недоступные возможности по изучению самих звезд — такие, как детальные исследования звездной активности, и собственно, астросейсмология.

Учение проанализировали кривые блеска 7000 красных гигантов и обнаружили 39 светил, чьи параметры не укладываются в эволюционные модели одиночных звезд. Часть из них обладает массами от 0,5 до 0,7 солнечных, и таким образом, эти 32 светила не могли успеть дойти до стадии красного гиганта в одиночку. Другие семь оказались аномально тусклыми. Их массы, лежащие в диапазоне 0,8 — 2,0 солнечных, оказались неожиданно большими для наблюдаемых светимостей.

В обоих случаях наблюдаемые свойства могут быть объяснены необычно быстрой и масштабной потерей массы (поэтому исследователи окрестили эти звезды «худеющими гигантами»). Авторы исследования предполагают, что такие красные гиганты могли появиться благодаря взаимодействиям в двойных системах. Когда звезда начинает превращаться в красный гигант в присутствии близкого компонента, он начинает перетягивать ее вещество на себя, что приводит к перераспределению масс в звездной системе, и даже вспышкам новых.

Если компонент при этом достаточно маломассивен, он может «теряться» на фоне красного гиганта, и глазами «Кеплера» система будет выглядеть как одиночный красный гигант с аномальными свойствами. Поэтому для выяснения механизма «быстрого похудения» красных гигантов требуются дополнительные наблюдения – например, съемка спектров, которая позволяет определить, что звезда является двойной.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
14 мая
Василий Парфенов

Космическую компанию Илона Маска в шутку иногда называют пиротехнической — так часто ее изделия взрываются во время испытаний. Пара свежих инцидентов на тестовом полигоне в городе Макгрегор лишь подтверждают эту славу. Не успели фанаты космонавтики наладить онлайн-трансляцию из этой локации, как запечатлели сразу два взрыва подряд с промежутком всего в десятки часов.

9 часов назад
Мария Азарова

Польские исследователи впервые продемонстрировали, как три чистых нитрофенола — или их смесь, образующаяся в том числе при приготовлении шашлыка — влияют на клетки легких человека.

Вчера, 17:43
Анна Новиковская

Новый вид неядовитых змей обнаружили в Парагвае: он обитает на небольшой территории и уже находится на грани полного исчезновения. Словно бы желая «заклясть судьбу», ученые назвали змею в честь двух детей, чтобы напомнить и самим себе, и всему миру, что усилия по сохранению дикой природы Парагвая призваны дать потомкам возможность жить в лучшем мире.

14 мая
Василий Парфенов

Космическую компанию Илона Маска в шутку иногда называют пиротехнической — так часто ее изделия взрываются во время испытаний. Пара свежих инцидентов на тестовом полигоне в городе Макгрегор лишь подтверждают эту славу. Не успели фанаты космонавтики наладить онлайн-трансляцию из этой локации, как запечатлели сразу два взрыва подряд с промежутком всего в десятки часов.

12 мая
Мария Азарова

Авторы нового исследования проверяли, насколько выполнение второстепенного задания влияет на аргументы, которые выдвигали люди, говорящие правду или неправду.

13 мая
Алиса Гаджиева

Один из самых археологически изученных ландшафтов в мире до сих преподносит сюрпризы.

21 апреля
Александр Березин

Местные чиновники пытаются переложить ответственность за случившееся на резкое уменьшение турпотока из-за коронавируса, но цифры показывают, что ключевая проблема совсем в другом. В 2019 году на выборах в этой стране победил президент — сторонник модных зеленых идей. Вскоре там запретили продажу минеральных удобрений и двинулись к «устойчивому сельскому хозяйству». Как именно популярные «органические» идеи повлияли на еще не так давно быстро растущую местную экономику? И почему уроки шри-ланкийской трагедии могут пригодиться даже Западу и России?

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: