Рубрика: Звезды

Белые карлики — это маленькие, плотные звезды, обычно размером с планету. Они образуются, когда звезда малой массы сжигает все свое топливо и теряет свои внешние слои.

Редкий тип пульсара белого карлика был обнаружен всего во второй раз в ходе исследований, проводимых Университетом Уорика. Пульсары белого карлика включают в себя быстро вращающийся, выгоревший звездный остаток, называемый белым карликом, который поражает своего соседа — красного карлика — мощными пучками электрических частиц и излучения, заставляя всю систему резко светлеть и тускнеть через регулярные промежутки времени. Это происходит из-за сильных магнитных полей, в происхождении которых ученые пока не уверены.

Ключевой теорией, объясняющей сильные магнитные поля, является «модель динамо» — у белых карликов в ядре есть динамо-машины (электрические генераторы), как и у Земли, но гораздо более мощные. Но для проверки этой теории ученым необходимо было найти пульсары белого карлика, чтобы увидеть, оправдались ли их предсказания.

Опубликованное сегодня в журнале Nature Astronomy описание учеными недавно обнаруженного пульсара белого карлика, J191213.72-441045.1 (сокращенно J1912-4410). Это всего лишь второй случай обнаружения такой звездной системы после открытия AR Scorpii (AR Sco) в 2016 году.

Находящийся на расстоянии 773 световых лет от Земли и вращающийся в 300 раз быстрее нашей планеты пульсар белого карлика имеет размер, аналогичный земному, но массу, по крайней мере, такую же, как у Солнца. Это означает, что чайная ложка материала белого карлика будет весить около 15 тонн. Белые карлики начинают свою жизнь при чрезвычайно высоких температурах, постепенно остывая в течение миллиардов лет, а низкая температура J1912−4410 указывает на преклонный возраст.

Доктор Ингрид Пелисоли, научный сотрудник физического факультета Университета Уорика, сказала: «Происхождение магнитных полей является большим открытым вопросом во многих областях астрономии, и это особенно верно для звезд типа белый карлик. Магнитные поля белых карликов могут быть более чем в миллион раз сильнее, чем магнитное поле Солнца, и модель динамо помогает объяснить почему. Открытие J1912−4410 стало решающим шагом вперед в этой области «.

«Мы использовали данные нескольких различных исследований, чтобы найти кандидатов, сосредоточив внимание на системах, которые имели характеристики, сходные с AR Sco. Мы отслеживали всех кандидатов с помощью ULTRACAM, которая обнаруживает очень быстрые изменения яркости, ожидаемые от пульсаров белого карлика. После наблюдения за парой десятков кандидатов мы нашли одного, который показал очень похожие на AR Sco изменения яркости. Наше последующие исследования с другими телескопами показало, что примерно каждые пять минут эта система посылала радио- и рентгеновский сигнал в нашем направлении».

«Это подтвердило, что существует больше пульсаров белого карлика, как и предсказывалось предыдущими моделями. Были и другие предсказания, сделанные моделью динамо, которые были подтверждены открытием J1912−4410. Из-за их преклонного возраста белые карлики в системе пульсара должны быть прохладными «.

«Их спутники должны находиться достаточно близко, чтобы гравитационное притяжение белого карлика в прошлым было достаточно сильным, чтобы захватить массу своего компаньона, и это заставляет их быстро вращаться. Все эти прогнозы справедливы для нового обнаруженного пульсара: температура белого карлика превышает 13 000 К, он вращается вокруг своей оси каждые пять минут, а гравитационное притяжение белого карлика оказывает сильное влияние на спутника «.

«Это исследование является отличной демонстрацией того, что наука работает — мы можем делать прогнозы и проверять их, и именно так развивается любая наука».

Пелисоли И. и др., Пульсирующий белый карлик в двойной системе с периодом 5,3 минуты, обнаруженный с помощью радио- и рентгеновских лучей, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01995- x.

Бетельгейзе является красным сверхгигантом и полурегулярной переменной звездой, что означает, что ее яркость периодически изменяется, хотя амплитуды колебаний могут быть различными. Звезда проходит через примерно 400-дневный цикл, в течение которого происходят изменения яркости, а также более короткие 125-дневный, 230-дневный и 2200-дневный циклы, связанные с пульсациями.

Известно, что Бетельгейзе в конечном итоге взорвется как сверхновая звезда, но точное время этого события до сих пор неизвестно из-за её непредсказуемого поведения, которое сбивает с толку астрономов.
Несколько лет назад Бетельгейзе стала тусклее и выбросила вещество с поверхности, которое затем остыло и образовало пылевое облако, блокирующее ее свет.

Теперь красная звезда-сверхгигант стала ярче почти на 50%, и это снова подстегивает спекуляции.

Бетельгейзе взорвется как сверхновая. По этому поводу существует всеобщее согласие. Но вопрос о том, когда это произойдет, менее однозначен. Поведение звезды сбивает с толку.

Как красный сверхгигант, Бетельгейзе уже покинула главную последовательность и перестала превращать водород в гелий в своем ядре. Когда звезда теряет массу, ее гравитация уже не может сдерживать внешнее давление, и она начинает расширяться, образуя оболочку. Таким образом, несмотря на потерю массы, звезда увеличивается в размерах.

После того, как звезда, подобная Бетельгейзе, покидает главную последовательность и прекращает синтез гелия в ядре, происходят значительные изменения. В следующей стадии происходит сжигание основного углерода, что приводит к образованию других элементов.

Процесс сжигания основного углерода состоит из нескольких этапов, и определение, на какой сейчас стадии находится Бетельгейзе, является сложной задачей. Звезда пульсирует, выбрасывает вещество, вращается и также движется в пространстве.

Когда Бетельгейзе в конечном счете взорвется, маловероятно, что это приведет к смертельному гамма-всплеску. Хотя Бетельгейзе будет выбрасывать материал и излучать мощные рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, мы находимся на достаточном удалении, чтобы это не повлияло на нас. Ученые считают, что она оставит после себя нейтронную звезду, возможно, пульсар, которая будет видна в течение миллионов лет.

Используя 570-мегапиксельную камеру Dark Energy Camera установленную в обсерватории NSF/NOIRLab Cerro Tololo Inter-American Observatory в Чили, астрономы получили потрясающее изображение звездообразующего межзвездного облака Lupus 3.

Lupus 3 (Волчанка 3) — однo из по меньшей мере девяти межзвездных облаков в массивном комплексе облаков Волчанки. Также известное как Lupus III и GF 21, облако расположено примерно в 500 световых годах от Земли в направлении созвездия Волчанки.

Волчанка 3 имеет неправильную форму и простирается по площади неба, эквивалентной примерно 24 диаметрам Луны, если смотреть с Земли.
Две голубые звезды, пылающие в центре растянувшейся туманности, известные как HR 5999 и HR 6000, освещают близлежащий газ и пыль, создавая ярко-синюю отражательную туманность Бернес 149/ Эти звезды выросли из темной туманности Волчанка 3, которая простирается подобно одеялу на фоне звезд.

Однако это облако — не просто угольно-черный космический сгусток. Оно является колыбелью молодых звезд, известных как звезды Т Тельца, которые в конечном итоге будут использовать материал Волчанки 3, чтобы вырасти в полноценные звезды.

При относительно молодом возрасте около 1 миллиона лет HR 5999 и HR 6000 являются старейшими из звезд в области Волчанки 3. Они являются звездами до главной последовательности, что означает, что, несмотря на их яркость, они еще не работают за счет ядерного синтеза, как наше Солнце. Вместо этого они приводятся в действие гравитацией, которая сжимает и нагревает их внутреннюю материю. Эти звезды сдули близлежащие газ и пыль, осветив остатки газопылевого облака и создав отражательную туманность Бернес 149.

В рамках программы VISIONS survey астрономы обследовали пять близлежащих комплексов молекулярных облаков звездообразования, связанных с созвездиями Хамелеон, Австралийская корона, Волчанка, Змееносец и Орион, с помощью обзорного астрономического телескопа ESO в видимом и инфракрасном диапазоне (VISTA) в обсерватории Паранал.

Звезды образуются, когда облака газа и пыли коллапсируют под действием собственной гравитации, но детали того, как это происходит, до конца не изучены. Сколько звезд рождается из облака? Насколько они массивны? У скольких звезд также будут планеты?
Чтобы ответить на эти вопросы, астрономы Венского университета обследовали пять близлежащих областей звездообразования с помощью инфракрасной камеры VISTA (VIRCAM) на телескопе VISTA.

Эти регионы расположены на расстоянии менее 1500 световых лет от нас в созвездиях Ориона, Змееносца, Хамелеона, Австралийской короны и Волчанки.
На изображениях VISIONS ученые смогли обнаружить даже самые слабые источники света, такие как звезды, гораздо менее массивные, чем Солнце, — объекты, которые никто никогда раньше не видел. Это позволит понять процессы, которые превращают газ и пыль в звезды.

Используя прибор VIRCAM, астрономы зафиксировали свет, исходящий из глубины пылевых облаков. Пыль скрывает эти молодые звезды от нашего взгляда, делая их практически невидимыми для наших глаз и только при инфракрасных длинах волн ученые могут заглянуть глубоко в эти облака, изучая формирующиеся звезды.

В течение пяти лет исследователи получили более миллиона изображений пяти областей звездообразования. Поскольку одни и те же области наблюдались неоднократно, данные VISIONS также позволят астрономам изучить, как движутся молодые звезды.

Атлас VISIONS будет занимать астрономов долгие годы. VISIONS заложит основу для будущих наблюдений с помощью других телескопов, таких как Чрезвычайно большой телескоп ESO (ELT), который в настоящее время строится в Чили и должен начать функционировать позднее в этом десятилетии.

Первые звезды в нашей Вселенной, возможно, взорвались в виде относительно слабых сверхновых, и астрономы полагают, что они обнаружили три пылевых облака, оставшиеся от тех космических взрывов.

Астрономы, возможно, заметили остатки некоторых из первых звезд во Вселенной. Эти звезды сильно отличались бы от тех, которые сформировались совсем недавно, и их изучение могло бы помочь нам понять первые дни существования космоса.

Исследователи обнаружили газовых облака оставшиеся от этих звезд с помощью Очень большого телескопа в Чили. Они использовали свет от квазаров – необычайно ярких объектов в центрах далеких галактик, питаемых веществом, попадающим в сверхмассивные черные дыры, – чтобы сделать вывод о существовании этих первичных звезд.

Когда свет от квазара распространяется по космосу, он проходит через облака газа, которые поглощают волны определенной длины в зависимости от того, какие элементы они содержат. Астрономы использовали это поглощение, чтобы идентифицировать три отдаленных газовых облака на расстоянии около 25 миллиардов световых лет со странными химическими сигнатурами. Поскольку свету требуется время для прохождения через пространство, исследователи наблюдали эти облака, когда они появились более 11 миллиардов лет назад.

Газовые облака, подобные этим, часто остаются после взрыва сверхновой звезды, унося ее содержимое. Но астрономы ожидают, что некоторые из первых звезд взорвались бы не полностью, оставив свои ядра и более тяжелые элементы в них нетронутыми. Эти взрывы оставили бы после себя облака, богатые углеродом, кислородом и магнием, но практически без железа, в отличие от облаков от более мощных взрывов.

Некоторые из старейших звезд в нашей галактике, по-видимому, сформировались из газовых облаков, подобных этому, содержащих остатки еще более старых звезд.

Теперь, когда мы знаем, что эти облака где-то там, мы можем направить на них другие телескопы, чтобы лучше понять их свойства. Это могло бы помочь нам выяснить, как ранняя Вселенная переходила от холодной тьмы к свету — говорят ученые.

Астрономы, использующие южный телескоп Gemini в Чили, управляемый NOIRLab NSF, наблюдали первые убедительные доказательства того, что умирающая солнцеподобная звезда поглощает экзопланету.
Это событие было замечено в виде длительной, низкоэнергетической вспышки от звезды — характерном признаке планеты, скользящей по поверхности звезды.
Этот невиданный ранее процесс может предсказать судьбу Земли, когда наше собственное солнце приблизится к концу своей жизни примерно через пять миллиардов лет.

Большую часть своей жизни солнцеподобная звезда превращает водород в гелий в своем горячем, плотном ядре, что позволяет звезде противостоять сокрушительному весу ее внешних слоев. Когда водород в ядре заканчивается, звезда начинает сплавлять гелий в углерод, а водородный синтез мигрирует во внешние слои звезды, заставляя их расширяться и превращая солнцеподобную звезду в красного гиганта.

Однако такая трансформация является плохой новостью для любых планет внутренней системы. Когда поверхность звезды в конечном итоге расширится, чтобы поглотить одну из ее планет, их взаимодействие вызовет впечатляющий выброс энергии и материала. Этот процесс также затормозил бы орбитальную скорость планеты, заставив ее врезаться в звезду.

Отличить вспышку поглощения планеты от других типов вспышек, таких как события типа солнечной вспышки и выбросы корональной массы, сложно, и для точного определения местоположения вспышки требуются наблюдения с высоким разрешением и долгосрочные измерения ее яркости без загрязнения со стороны близлежащих звезд.
Gemini South предоставила эти важные данные благодаря своим возможностям адаптивной оптики.

Первые намеки на это событие были обнаружены с помощью оптических изображений с транзитного объекта Zwicky. Архивные инфракрасные данные, полученные с помощью широкоугольного инфракрасного обозревателя объектов, сближающихся с Землей, NASA (NEOWISE), который способен вглядываться в запыленную среду в поисках вспышек и других переходных событий, затем подтвердили событие поглощения, названное ZTF SLRN-2020.

Вспышка в результате поглощения длилась примерно 100 дней, и характеристики ее кривой освещенности, а также выброшенный материал дали астрономам представление о массе звезды и поглощенной ею планеты. Выброшенный материал состоял из примерно 33 земных масс водорода и примерно 0,33 земных масс пыли. Звезда−прародительница примерно в 0,8-1,5 раза больше массы нашего Солнца, а поглощенная планета в 1-10 раз больше массы Юпитера.

Теперь, когда впервые были идентифицированы признаки поглощения планеты, астрономы улучшили показатели, которые они могут использовать для поиска аналогичных событий, происходящих в других частях космоса. Это будет особенно важно, когда обсерватория Веры К. Рубин заработает в 2025 году.

На этой иллюстрации, изображении дня НАСА, две нейтронные звезды начинают сливаться, выбрасывая струю высокоскоростных частиц и создавая облако обломков. Эти гамма-всплески (GRB) являются самыми мощными событиями во Вселенной. Ученые считают, что такого рода события являются фабриками для получения значительной части тяжелых элементов Вселенной, включая золото.

В течение последних нескольких десятилетий астрономы обычно делили гамма-всплески на две категории. Длинные всплески испускают гамма-лучи продолжительностью две секунды или более и возникают в результате образования плотных объектов, таких как черные дыры, в центрах массивных коллапсирующих звезд. Короткие вспышки испускают гамма-лучи продолжительностью менее двух секунд и вызваны слияниями плотных объектов, таких как нейтронные звезды.

Нейтронная звезда — это тип астрономического объекта, который возникает в результате гравитационного коллапса массивной звезды после взрыва сверхновой. Этот коллапс разрушает атомную структуру звезды, заставляя протоны и электроны объединяться в нейтроны. Отсюда и название “нейтронная звезда”.

Нейтронные звезды невероятно плотные, их масса примерно в 1,4-3 раза превышает массу Солнца, но они сжаты в сферу диаметром всего около 20 километров (примерно размером с небольшой город). Это означает, что количество материала нейтронной звезды размером с кубик сахара будет весить примерно столько же, сколько гора.

Несмотря на свои небольшие размеры, нейтронные звезды обладают чрезвычайно сильными гравитационными и магнитными полями. Они также вращаются очень быстро, причем некоторые вращаются сотни раз в секунду. Некоторые нейтронные звезды испускают пучки электромагнитного излучения со своих полюсов, и когда эти лучи проносятся мимо Земли, мы обнаруживаем их как импульсы, что приводит к названию “пульсар” для этих типов нейтронных звезд.

Астрофизики из Северо-Западного университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего определили самую плотную двойную систему, когда-либо наблюдавшуюся среди ультрахолодных карликов.

Две звезды находятся в такой близости, что они совершают оборот вокруг друг друга менее чем за один земной день, что означает, что “год” каждой звезды длится всего 20,5 часов.

Недавно обнаруженная система, LP 413-53AB, состоит из пары ультрахолодных карликов, которые являются звездами с очень малой массой, излучающими свет в основном в инфракрасном диапазоне, что делает их невидимыми для человеческого глаза. Несмотря на это, они являются одним из самых распространенных типов звезд во Вселенной.

Ранее астрономы обнаружили только три короткопериодические ультрахолодные карликовые двойные системы, все из которых относительно молоды — возрастом до 40 миллионов лет.

Возраст LP 413-53AB оценивается в миллиарды лет — возраст, аналогичный возрасту нашего солнца, — но имеет орбитальный период, который по крайней мере в три раза короче, чем у всех обнаруженных до сих пор ультрахолодных карликовых двойных систем.