• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16.04.2022
Иван Лавренов
4 131

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 / Автор: Никита Тарасов

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
Вчера, 20:00
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

Вчера, 18:01
Алиса Гаджиева

Авторы нового исследования изучили геномы людей, живших на территории Аварского каганата времен его расцвета, и составили их родословные.

Позавчера, 15:20
Андрей

Экологи из Китая подсчитали, как изменились площади оазисов в мире с 1995 по 2020 год. Исследователи также выяснили, в каком регионе оазисных территорий больше всего, в каком темпе происходят изменения и чем на этих землях занимается человек.

Вчера, 20:00
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

21 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

22 апреля
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

Вчера, 20:00
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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: