Красный гигант W Гидры находится в 320 световых годах от Земли и проходит финальную стадию эволюции. Радиообсерватория ALMA в Чили вместе с Очень большим телескопом (VLT) наблюдают 57 спектральных линий различных молекул W Гидры. Каждая молекула формируется при своих условиях и показывает отдельный слой атмосферы звезды.
На 57 молекулярных портретах умирающей звезды, ученые увидели как будет умирать Солнце
Астрономы из Университета Андреса Бельо в Чили с помощью радиотелескопа ALMA изучили красный гигант W Гидры, наблюдая его сразу в 57 различных молекулярных «лицах». Каждая молекула показала свой слой бурной атмосферы умирающей звезды, позволив предсказать судьбу нашего Солнца через 5 миллиардов лет.
Умирающая звезда ESA/Hubble & NASA, Acknowledgement: Matej Novak.
Когда такие звезды как W Гидры сбрасывают внешние слои, они обогащают межзвездную среду молекулами, которые становятся строительным материалом для новых звезд и планет. Так красные гиганты проходят заключительную фазу эволюции перед превращением в белые карлики. Именно такая судьба ждет и наше Солнце примерно через 5 миллиардов лет: оно раздуется, поглотит внутренние планеты включая Землю, и затем рассеет свое вещество в космос, обогатив окрестности элементами для будущих поколений звездных систем.
Снимки умирающей звезды W Гидры, наблюдаемые в разных молекулярных линиях с помощью телескопа ALMA.
«С помощью ALMA мы теперь можем видеть атмосферу умирающей звезды с такой же четкостью, как мы это делаем для Солнца, но через десятки различных молекулярных слоев», — говорит руководитель исследования Кеичи Онака.
Чувствительность ALMA позволила рассмотреть сгустки, дуги и выбросы в атмосфере звезды. Если бы W Гидры была на месте Солнца, ее внешние слои уже поглотили бы все планеты вплоть до орбиты Марса. Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
Газовые потоки и рождение пыли
Снимки умирающей звезды W Гидры, наблюдаемые в разных молекулярных линиях с помощью ALMA.
Наблюдения показали сложную динамику газа: ближе к центру он вырывается наружу со скоростью 36 тысяч км/ч, а во внешних слоях падает обратно со скоростью 46 тысяч км/ч. Это создает постоянно меняющийся слоистый поток, который совпадает с трехмерными моделями конвективных ячеек и ударных волн от пульсаций красных гигантов.
Сравнение данных ALMA и VLT, полученных с разницей всего в девять дней, позволило связать химию газа с образованием пыли в реальном времени. Монооксид кремния, водяной пар и оксид алюминия появлялись именно там, где VLT зафиксировал облака пыли. Это указывает на их прямое участие в формировании пылевых зерен.
«Потеря массы у звезд на асимптотической ветви гигантов — одна из крупнейших нерешенных задач в астрофизике звезд, и мы приблизились к ее решению», — отмечает соавтор работы Ка Тат Вонг из Упсальского университета.