Астрономы впервые нашли оголенное ядро массивной звезды

Астрономы определили, что звезда Гамма Голубя в Млечном Пути является не обычной звездой, а уникальным объектом — оголенным ядром массивной звезды, которая потеряла свою внешнюю оболочку несколько тысяч лет назад из-за взаимодействий с маломассивной звездой-компаньоном. Это первое открытие такого рода.

Астрономы впервые нашли оголенное ядро массивной звезды
Изображение Гаммы Голубя из обзора неба DSS

Обычно астрономы исследуют ядра звезд, скрывающиеся за их непрозрачными слоями, при помощи косвенных методов, таких как регистрация солнечных нейтрино или астросейсмология. Однако в редких случаях можно наблюдать обнаженные ядра проэволюционировавших звезд, в частности, в случае звезд Вольфа — Райе или гелиевых горячих субкарликов. Тем не менее пока не было случаев прямого наблюдения ядра звезды, которая еще не находится на заключительных этапах эволюции и поддерживает реакции слияния с участием водорода.

Группа астрономов во главе с Андреасом Иргангом (Andreas Irrgang) из Университета Эрлангена — Нюрнберга сообщила, что яркая звезда Гамма Голубя в Млечном Пути на самом деле является оголенным ядром массивной звезды, что стало первым подобным открытием. Ученые анализировали архивные данные спектроскопических, фотометрических и астрометрических наблюдений за звездой, полученных при помощи наземных и космических телескопов.

Гамма Голубя представляет собой одну из самых ярких звезд в созвездии Голубя в южном полушарии неба, она расположена в 870 световых годах от Солнца. Ранее ее считали кандидатом в медленно пульсирующую звезду спектрального класса B. Однако новый анализ выявил противоречивую картину — параметры звездной атмосферы, такие как эффективная температура в 15 тысяч кельвин и поверхностная гравитация, говорят, что это субгигант спектрального класса B, в то время как содержание гелия, углерода и азота в атмосфере характерно для звезд массивнее Солнца, в ядрах которых энергия генерируется за счет CNO-цикла.

Ученые пришли к выводу, что наблюдают оголенное, пульсирующее ядро звезды, начальная масса которой составляла 12 масс Солнца и в недрах которой недавно прекратились реакции синтеза с участием водорода. Масса ядра оценивается в 4–5 масс Солнца. Предполагается, что внешняя оболочка звезды могла быть сорвана из-за взаимодействий с менее массивной звездой-компаньоном в двойной системе, которая из-за своей массы (менее 3 масс Солнца) может оставаться незамеченной.

Астрономы впервые нашли оголенное ядро массивной звезды
Положение Гаммы Голубя (синяя точка) на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, эволюционные треки для невращающихся одиночных звезд солнечной металличности (серые линии) и трек для невращающейся звезды с начальной массой 12 масс Солнца, дополнительно теряющей массу.

Таким образом, Гамма Голубя представляет собой очень редкий объект, так как фаза перестройки оголенного ядра в горячий белый карлик занимает не более 10 тысяч лет, что составляет всего одну тысячную долю от общего времени жизни массивной звезды. Выброс внешней оболочки звезды мог произойти менее чем несколько тысяч лет назад. Ожидается, что Гамма Голубя станет целью для будущих подробных исследований, как спектроскопических, так и астросейсмологических.

Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Автор: Александр Войтюк

Ссылка на источник