Тайна странной голубой туманности — раскрыта

В 2004 году астрономы обнаружили нечто действительно странное. На расстоянии около 6200 световых лет от нас была обнаружена звезда, окруженная кольцеобразной туманностью, светящейся в невидимом ультрафиолетовом свете.

В галактике Млечный Путь нет ничего похожего на него, что затрудняет выяснение того, как и почему объект, названный туманностью Голубое кольцо, возник там.

Теперь, наконец, у нас есть ответ. Сложные структуры вокруг звезды, получившие название TYC 2597-735-1, являются результатом слияния двух звезд.

Оказывается, TYC 2597-735-1 когда-то был двоичной системой; Менее 5000 лет назад две звезды сошлись вместе, чтобы стать одной. Туманность состоит из газа и мусора, выброшенных во время события слияния.

По словам астрономов, это одна из самых молодых подобных объединенных двойных систем, которые мы когда-либо обнаружили, и представляет собой своего рода «недостающее звено» в истории слияния двойных звезд.

«Слияние двух звезд является довольно распространенным явлением, но они быстро затмеваются большим количеством пыли, поскольку выбросы от них расширяются и охлаждаются в космосе, а это означает, что мы не можем видеть, что на самом деле произошло», — сказала астроном Кери Хоадли из Калифорнийского технологического института.

«Мы думаем, что этот объект представляет собой позднюю стадию переходных событий, когда пыль наконец рассеялась, и мы получили хороший обзор. Но мы также уловили процесс до того, как он зашел слишком далеко; через некоторое время туманность растворится в межзвездной среде, и мы вообще не сможем сказать, что произошло».

Бинарные системы чрезвычайно распространены по всему Млечному Пути.

До 85 процентов всех звезд в галактике могут быть в парных или даже в тройных или четвертичных системах.

Факты свидетельствуют о том, что большинство звезд начинают свою жизнь с двойных спутников (а у Солнца может быть потерянный близнец где-то в космосе), а это означает, что потенциальное количество двойных систем, которые либо разделились, либо слились, является астрономическим.

Это не неожиданно. Для любых двух звезд на общей орбите существует большая вероятность того, что по мере того, как их орбита теряет энергию, она распадается, заставляя их вращаться по спирали по направлению друг к другу и в конечном итоге сталкиваться.

Но мы видели только одно такое локальное слияние. Последнее слияние звезд в Млечном Пути наблюдалось в 2008 году… но это было первое подобное событие в известной зарегистрированной истории.

Следующей по возрасту, может быть, туманность Голубое кольцо.

Теоретические модели, разработанные астрофизиком Брайаном Мецгером из Колумбийского университета, показывают, что его странная форма, ультрафиолетовое свечение и сложные кольцевые структуры наиболее соответствуют паре конусов материала, вырывающихся наружу из объекта в центре, в результате произошедшего события, менее 5000 лет назад.

Наиболее вероятный сценарий, описанный в этих моделях, начинается с двух звезд, одна с массой Солнца, и меньшим компаньоном примерно с одной десятой ее массы.

По мере того, как большая звезда приближалась к концу своей жизни, она начала раздуваться, в конце концов приблизившись к спутнику настолько, что спутник увеличил часть массы большей звезды.

Неспособная удерживать эту дополнительную массу, меньшая звезда излила материал во вторую точку Лагранжа системы (L2), которая превратилась в диск вокруг двух звезд.

Между тем, меньшая звезда приблизилась к большой звезде, что положило начало процессу слияния.

Когда газовая оболочка выбрасывалась из сливающихся звезд, диск действовал как своего рода воротник, ограничивая и формируя материал в два взрывающихся конуса.

Каждый из этих конусов был бы слишком тусклым, чтобы увидеть его отдельно. Но из-за угла обзора — если смотреть почти прямо в один из этих конусов — два конуса перекрываются.

Это ультрафиолетовое кольцо, которое визуализируется как синее свечение, когда водород сталкивается и получает энергию от межзвездной среды, что мы видим в туманности Голубое кольцо. Мы также можем видеть красное свечение заряженного водорода на ударных фронтах эмиссионных конусов в виде двух перекрывающихся колец.

Что касается самой звезды TYC 2597-735-1, ее масса в настоящее время составляет от 1,1 до 2 солнечных масс, и, вероятно, она эволюционировала вне главной последовательности, больше не синтезируя водород в своем ядре. Вероятно, она превращается в белый карлик — эволюционную «мертвую» стадию звезд, которые начинаются с той же массы, что и Солнце.

Наконец, выяснение того, где TYC 2597-735-1 и туманность Голубое кольцо вписываются в звездное эволюционное древо, может помочь нам выяснить, как часто эти столкновения происходят в нашей галактике.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источники: Фото: NASA/JPL-Caltech/M. Seibert (Carnegie Institution for Science)/K. Hoadley (Caltech)/GALEX Team