Як помирає зірка
Коли масивна зоря наближається до кінця свого життя, вона проходить кілька бурхливих фаз. Глибоко в її ядрі відбувається перехід від синтезу водню до синтезу важких елементів, починаючи з гелію і переходячи до вуглецю, кисню, магнію та кремнію.
Не пропустіть Приголомшливі фото поверхні Сонця зроблені найпотужнішим сонячним телескопом у світі
В кінці ланцюжка зоря врешті-решт утворює залізо у своєму ядрі. Оскільки залізо висмоктує енергію, а не вивільняє її, це означає кінець для зірки, і менш ніж за десяток хвилин вона фактично вивертається навиворіт у фантастичному вибуху, який називається надновою.
Але за всією тією метушнею, яка відбувається в серці зорі, ззовні важко сказати, що саме відбувається. Звичайно, під кінець свого життя ці гігантські зірки роздуваються до екстремальних розмірів. Вони також стають надзвичайно яскравими – до десятків тисяч разів яскравішими за Сонце. Але через те, що поверхня зірок настільки розтягнута, їх зовнішня температура фактично падає, через що вони виглядають як червоні гіганти.
Найвідомішим прикладом такої наднової зорі є Бетельгейзе. Якби вона перебувала в межах нашої Сонячної системи, ця зірка, яка лише в 11 разів масивніша за Сонце, розтягнулася б до орбіти Юпітера. Вона може стати надновою з дня на день, але "з дня на день" для астрономії означає через мільйон років. Хоча ми знаємо, що такі зорі врешті-решт вибухають надновими, немає способу отримати більш точну оцінку, ніж ця. Або, принаймні, так було раніше.
Свідчення початку смерті зорі
Тепер команда астрономів розробила спосіб виявлення наднових, які, ймовірно, вибухнуть протягом декількох років. Вони спеціально вивчали кілька десятків унікального типу наднових, відомих як наднові типу II-P. На відміну від інших, ці вибухи залишаються яскравими протягом тривалого часу після початкового спалаху.
У кількох прикладах астрономи переглянули старі каталоги і знайшли зображення зірок до того, як вони вибухнули, і всі вони, схоже, були червоними надгігантами, такими як Бетельгейзе. Це чітке свідчення того, що такі зорі є кандидатами в наднові, готові вибухнути будь-якої миті.
Цікаво Астрономи виявили дві нові "суперземлі", і на одній з них потенційно могло б існувати життя
Вважається, що зірки, які призводять до таких наднових, мають щільні матеріальні оболонки, що оточують їх перед вибухом. Ці оболонки на порядки щільніші, ніж ті, що вимірюються навколо Бетельгейзе. Саме нагрівання цього матеріалу від початкової ударної хвилі спричиняє затримку яскравості; просто навколо лежить більше матеріалу, який продовжує світитися після перших ознак вибуху.
Червоний гігант / Фото NASA
Ця щільна оболонка також призводить до того, що цей тип наднових стає видимим швидше, ніж їхні більш відкриті родичі. Коли вибух відбувається спочатку, ударна хвиля вдаряє в речовину навколо зірки, що призводить до того, що ударна хвиля втрачає пару при проходженні через неї. Хоча спочатку енергії від наднової достатньо, щоб випустити високоенергетичне випромінювання, таке як рентгенівське і гамма-випромінювання, після змішування ударної хвилі і навколишнього матеріалу, воно стає видимим в оптичному діапазоні довжин хвиль.
Отже, здається, що ці щільні матеріальні оболонки навколо зірок також є ознакою того, що наднова ось-ось відбудеться.
Зірковий кокон
Але скільки часу потрібно, щоб сформувати цю матеріальну пелену? Дослідники вивчили дві моделі. В одній зірка дмухала високошвидкісними вітрами зі своєї поверхні, які повільно відокремлювали шматочки себе і розносили їх навколо, створюючи саван протягом десятиліть. У другій моделі зірка пережила потужний переднадновий вибух, який менш ніж за рік відправив на орбіту газ масою до однієї десятої маси Сонця.
Потім дослідники змоделювали, як весь цей матеріал вплине на наші зображення зірки. У будь-якому випадку, як тільки зоря побудувала свій саван, вона була б сильно затьмарена таким чином, що наша нинішня технологія отримання зображень могла б це виявити.
Читайте на сайті Китай знайшов на Місяці цінний ресурс і вже готує три місії на супутник
Оскільки у нас є прямі зображення деяких наднових зірок, зроблені менш ніж за 10 років до того, як вони вибухнули, астрономи дійшли висновку, що повільно-постійна модель не спрацює. В іншому випадку зірка була б затемнена.
Все це означає, що як тільки надгігантська зірка створює навколо себе товсту матеріальну оболонку, вона, швидше за все, стане надновою протягом декількох років.