Вчені змоделювали складну історію Eta Carinae – незвичайної зірки, до якої було прикута увага людства упродовж десятиліть.
Eta Carinae або Ета Кіля – подвійна зоряна система, яка оточена розширювальною туманністю Гомункул в формі пісочного годинника. Вона зобов’язана своїм народженням наймогутнішому вибуху зірки в середині XIX століття. Сучасна назва дана в 1950 році Енріко Гавіолой (Ramin Enrique Gaviol). Вона була видна неозброєним оком понад десять років.
Дві зірки в системі Ета Кіля рухаються навколо загального центру мас по витягнутих еліптичних орбітах (ексцентриситет 0,9) з періодом в 5,54 земного року. Основний компонент системи – гіпергігант, яскрава блакитна змінна (ЯБЗ), спочатку мала масу в 150-250 сонячних, з яких втрачено вже близько 30 сонячних мас. Це одна з найбільших і нестійких відомих зірок, її маса близька до теоретичної верхньої межі. Як очікується, в астрономічно близькому майбутньому (кілька десятків тисячоліть) вона стане надновою. Сама Ета Кіля надзвичайно масивна, її маса більш ніж в 100 разів перевищує масу Сонця.
- Телескоп для пошуку злиття чорних дір і нейтронних зірок запустили в Чилі (фото+відео)
- Астрономи зловили загадковий інопланетний сигнал
- У космосі знайшли гігантське соляне кільце
Світло від компонент системи Ета Кіля сильно поглинається невеликою біполярною туманністю Гомункул з розмірами 12*18 кутових секунд, яка складається з речовини центральної зірки, викинутої в ході «Великого спалаху». Ета Кіля А втрачає масу настільки швидко, що її фотосфера гравітаційно не пов’язана із зіркою і «здувається» випромінюванням в навколишній простір.
Нещодавно опубліковане дослідження було зосереджено на одній гіпотезі про те, що подвійна зоряна система раніше була потрійною, яка в кінцевому підсумку стала нестабільною і викликала злиття зірок. У міру того, як проводяться більш детальні спостереження Ета Кіля, цей сценарій стає все більш популярним, але дотепер в ньому відсутні докладні теоретичні дослідження.
Астрономи з університету Монаш (Monash University) виконали перші комплексні і докладні теоретичні розрахунки для цього сценарію. Спочатку вони провели динамічне моделювання трьох тіл, щоб побачити, як потрійна система стає нестабільною. Вчені почали зі стабільної системи, в якій одна зірка обертається по широкій орбіті навколо двох інших зірок, що знаходяться на близькій орбіті. Коли найбільш масивна зірка наближається до кінця свого життя, вона розширюється і починає передавати матерію своєму супутнику. Це робить систему нестабільною і призводить до злиття двох зірок. Процес відбувається кілька тисяч років. Вчені виявили, що перед остаточним злиттям зірки можуть різко мінятися місцями і зустрічатися одна з одною на близькій відстані, торкаючись поверхонь одна одної.
Крім того, дослідники провели додаткове моделювання N-тіл, щоб побачити, як зірка реагує на ці близькі зіткнення. Комбінуючи орбітальну динаміку і моделювання близького зіткнення, вони виявили, що множинні зіткнення можуть відтворити безладну структуру за межами туманності Гомункул.
- Близнюка Чумацького Шляху знайшли в ранньому Всесвіті: ця галактика спантеличила вчених
- Виявлені аномальні планети з нез’ясовною поведінкою
- Фізики відтворили першу речовину, що з’явилася після Великого вибуху
Гідродинамічне моделювання, в свою чергу, показало, як потік від злиття зірок приймає форму пісочного годинника, які ми бачимо сьогодні. Вчені запропонували новий сценарій, в якому використовуються аналогічні ідеї про те, як утворилася туманність з потрійним кільцем наднової SN1987A. Коли зірки зливаються, всередині зірки виділяється величезна кількість енергії, викликаючи Велике виверження. Але на відміну від наднових, велика частина енергії і маси залишається в зірці. Ця енергія повільно просочується протягом наступного століття у вигляді сильних біполярних вітрів. Вітер змітає внутрішні частини викиду вибуху і утворює порожнисту оболонку. Наше моделювання показує, що за допомогою цього сценарію ми можемо точно відтворити форму і розмір туманності Гомункул.
Комбінація симуляцій вчених успішно відтворила основні риси навколишньої туманності Ета Кіля і забезпечила переконливу підтримку сценарієм потрійний зоряної системи. Це не тільки дало уявлення про походження Eta Carinae, а й про багато інших астрономічних об’єктів, які можуть бути створені шляхом злиття в потрійних системах. Наприклад, вважається, що деякі масивні чорні діри, виявлені LIGO (GW190521), були створені таким чином. Використовуючи інформацію дослідження Ета Кіля, ми можемо дізнатися значно більше про формування екзотичних об’єктів у Всесвіті.
Натхнення: hightech.fm