Зірки просто стали більшими

Відкрита 300 сонячна масова зірка

Використовуючи комбінацію приладів на Дуже великому телескопі ESO, астрономи виявили наймасивніші на сьогоднішній день зірки, одна з яких важила при народженні більше 300 разів маси Сонця, або вдвічі перевищує прийняту в даний час межу 150 мас Сонця. Існування цих чудовиськ - у мільйони разів світліших за Сонце, втрачаючи вагу через дуже потужні вітри - може дати відповідь на питання "наскільки масивними можуть бути зірки?"

Група астрономів на чолі з Полом Кроутером, професором астрофізики Університету Шеффілда, використовувала дуже великий телескоп (VLT) ESO, а також архівні дані космічного телескопа Хаббл NASA/ESA для вивчення двох молодих скупчень зірок, NGC 3603 та RMC 136a детально. NGC 3603 - це космічна фабрика, де зірки несамовито утворюються з протяжних хмар газу та пилу туманності, розташованих за 22 000 світлових років від Сонця (eso1005). RMC 136a (частіше відомий як R136) - це ще одне скупчення молодих, масивних і гарячих зірок, яке знаходиться всередині туманності Тарантул, в одній із сусідніх галактик, Великій Магеллановій Хмарі, за 165 000 світлових років (eso0613).

Команда виявила кілька зірок з поверхневою температурою понад 40 000 градусів, більш ніж у сім разів гарячішими за наше Сонце, а також у кілька десятків разів більшими та в кілька мільйонів разів яскравішими. Порівняння з моделями свідчать про те, що кілька із цих зірок народилися з масою, що перевищує 150 мас Сонця. Зірка R136a1, виявлена в скупченні R136, є наймасивнішою зіркою, коли-небудь знайденою, з поточною масою близько 265 сонячних мас і з масою народження, яка в 320 разів перевищує масу Сонця.

У NGC 3603 астрономи також могли безпосередньо вимірювати маси двох зірок, які належать до подвійної зоряної системи [1], як підтвердження використовуваних моделей. Зірки А1, В і С в цьому скупченні оцінювали маси при народженні вище або близько 150 мас Сонця.

Дуже масивні зірки виробляють дуже потужні відтоки. "На відміну від людей, ці зірки народжуються важкими і худнуть із віком", - говорить Пол Кроутер. "Маючи трохи більше мільйона років, найекстремальніша зірка R136a1 вже" середнього віку "і пройшла інтенсивну програму схуднення, проливши за цей час п'яту частину своєї початкової маси, або більше п'ятдесяти сонячних мас".

Якби R136a1 замінив Сонце в нашій Сонячній системі, це затьмарило б Сонце на стільки, скільки Сонце в даний час затьмарює повний Місяць. "Його велика маса зменшить тривалість земного року до трьох тижнів, і вона купатиме Землю у неймовірно інтенсивному ультрафіолетовому випромінюванні, унеможливлюючи життя на нашій планеті", - говорить Рафаель Хірскі з Університету Кіл, який належить до команди.

Ці надважкі зірки надзвичайно рідкісні, утворюючи виключно всередині найщільніших скупчень зірок. Розрізнення окремих зірок - що зараз досягнуто вперше - вимагає вишуканої роздільної здатності інфрачервоних приладів VLT [2].

Команда також підрахувала максимально можливу масу зірок у цих скупченнях та відносну кількість найбільш масивних. "Найменші зірки обмежені приблизно у вісімдесят разів більше, ніж Юпітер, нижче якого вони є" зірваними зірками "або коричневими карликами", - каже член команди Олів'є Шнурр з Астрофізичного Інституту Потсдама. "Наш новий висновок підтверджує попередній погляд, що існує також верхня межа того, як можуть дістатись великі зірки, хоча він і піднімає межу в два рази, приблизно до 300 мас Сонця".

У межах R136 лише чотири зірки важили понад 150 сонячних мас при народженні, але на них припадає майже половина потужності вітру та випромінювання всього скупчення, що складає приблизно 100 000 зірок. Сам по собі R136a1 активізує навколишнє середовище більш ніж у п’ятдесят разів порівняно з скупченням туманності Оріон, найближчим регіоном масивного утворення зірок до Землі.

Розуміння того, як утворюються зірки з великою масою, досить загадкове через їх дуже коротке життя та потужні вітри, так що виявлення таких екстремальних випадків, як R136a1, ще більше породжує виклик перед теоретиками. "Або вони народились настільки великими, або менші зірки об'єдналися, щоб створити їх", - пояснює Кроутер.

Наприкінці свого короткого життя зірки між 8 і 150 сонячними масами вибухають як наднові, залишаючи позаду екзотичні залишки - або нейтронні зірки, або чорні діри. В даний час встановивши існування зірок вагою від 150 до 300 мас Сонця, висновки астрономів піднімають перспективу існування надзвичайно яскравих "парних наднових нестабільностей", які повністю розриваються, не залишаючи позаду будь-яких залишків і розходячись до десять сонячних мас заліза в їх оточення. За останні роки вже було запропоновано кілька кандидатів на такі вибухи.

R136a1 не тільки є наймасивнішою зіркою, яку коли-небудь було знайдено, але він також має найвищу світність, майже в 10 мільйонів разів більшу, ніж Сонце. "Через рідкісність цих монстрів, я думаю, навряд чи цей новий рекорд буде побитий найближчим часом", - робить висновок Кроутер.

Примітки

[1] Зірка А1 у NGC 3603 є подвійною зіркою з орбітальним періодом 3,77 дня. Дві зірки в системі мають, відповідно, масу Сонця в 120 і 92 рази, а це означає, що вони утворились у вигляді зірок, що важать відповідно 148 і 106 мас Сонця.

[2] Команда використовувала інструменти SINFONI, ISAAC та MAD, всі вони прикріплені до Дуже великого телескопа ESO у Параналі, Чилі.

[3] (примітка додана 26 липня 2010 р.) "Більший" у назві не означає, що ці зірки найбільші із спостережуваних. Такі зірки, які називаються червоними надгігантами, можуть мати радіус до приблизно тисячі радіусів Сонця, тоді як R136a1, який є синім, приблизно в 35 разів більший за Сонце. Однак R136a1 - це зірка з найбільшою на сьогоднішній день масою.

Більше інформації

Ця робота представлена у статті, опублікованій у "Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства" ("У зоряному скупченні R136 розміщено кілька зірок, чиї окремі маси значно перевищують прийняту межу зоряної маси 150 Мсун", П. Кроутер та ін.).

До складу команди входять Пол А. Кроутер, Річард Дж. Паркер та Саймон П. Гудвін (Університет Шеффілда, Великобританія), Олів'є Шнурр (Університет Шеффілда та Астрофізичний Інститут Потсдама, Німеччина), Рафаель Хірші (Університет Кіл, Великобританія), і Норхасліза Юсоф та Хасан Абу Кассім (Університет Малайї, Малайзія).

ESO, Європейська південна обсерваторія, є найвищою міжурядовою астрономічною організацією в Європі та найпродуктивнішою астрономічною обсерваторією у світі. Його підтримують 14 країн: Австрія, Бельгія, Чехія, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Великобританія. ESO проводить амбіційну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних споруд, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співпраці в галузі астрономічних досліджень. ESO управляє трьома унікальними місцями спостереження світового класу в Чилі: Ла Сілла, Паранал та Чайнантор. У Paranal ESO експлуатує дуже великий телескоп, найсучаснішу у світі астрономічну обсерваторію видимого світла, та VISTA, найбільший у світі оглядовий телескоп. ESO є європейським партнером революційного астрономічного телескопа ALMA, найбільшого з існуючих астрономічних проектів. На даний момент ESO планує 42-метровий Європейський надзвичайно великий оптичний/ближній інфрачервоний телескоп E-ELT, який стане "найбільшим світовим оком на небі".