Ученые выяснили, что мощность взрывных вспышек красных сверхгигантов напрямую связана с содержанием тяжелых элементов в звезде. Новое исследование помогло откалибровать модели звездной эволюции, которые ранее давали сбой.
Что такое имитаторы сверхновых
На ночном небе можно наблюдать вспышку звезды, которая светит в тысячи раз ярче обычного. Однако это может быть не космический взрыв и не гибель светила. Звезда продолжает жить. Такие мощные, но не смертельные вспышки астрономы называют имитаторами сверхновых.
Массивные звезды склонны к титаническим вспышкам, в ходе которых выбрасывают огромное количество собственного вещества. Астрономы называют это явление «изверженной потерей массы». Специалисты до сих пор пытаются полностью понять механизмы этого процесса.
Попытки изучить эти явления сравнимы с попыткой взвесить выбросы вулкана, не приближаясь к нему. Измерить количество выбрасываемого вещества и определить причины вспышек для исследователей довольно сложно.
Современные методы наблюдения
По словам ученых, современные методы измерения потери звездной массы показывают только текущее состояние звезды. Данные светила испускают массу урывками, а не беспрерывным потоком. Если усреднять данные по всем звездным популяциям, теряются важные детали поведения отдельных объектов.
На протяжении десятилетий астрономы строили компьютерные модели для предсказания жизни и смерти звезд. Для гигантских светил модели часто дают сбой и не могут завершить эволюцию в симуляции. Одна из главных проблем заключается во взрывной потере массы, сообщает Space.com.
В моделях используется одно описание явления. Световое давление выталкивает вещество со звезды и превышает ее стабильный предел светимости. Ученые называют это состояние сверхэддингтоновыми условиями.
Неизвестный параметр эффективности
Ключевым элементом метода является свободно изменяющийся параметр эффективности. Он управляет силой вспышки. До сих пор никто не знал, где его установить. Это была критически важная, ничем не ограниченная величина, которая сдерживала понимание эволюции космических гигантов. Трудности в точном моделировании приводят к тому, что физические механизмы извержений остаются плохо изученными.
Новый подход к проблеме
Команда под руководством Шелли Дж. Ченг из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов вместе с Чарли Конроем и Джаредом А. Голдбергом решила заняться этой проблемой. Вместо попыток измерить каждое извержение отдельного гиганта они провели перепись красных сверхгигантов в звездных популяциях Местной группы.
Результаты моделирования
Команда использовала модели звездной эволюции MESA, корректируя неизвестный параметр эффективности. Затем они создали смоделированные галактики с разными начальными массами и возрастами. Эти модели сравнили с фактическими наблюдениями красных сверхгигантов в Малом Магеллановом Облаке, Большом Магеллановом Облаке и галактике Андромеды (M31).
Исследователи обнаружили, что параметр эффективности не является случайным числом. Он демонстрирует четкую положительную зависимость от количества тяжелых элементов в составе звезды. Чем больше тяжелых элементов, тем мощнее извержения.
По словам ученых, благодаря этой калиброванной модели взрывной потери массы звезды с массой примерно в 20 раз больше солнечной не могут стать красными сверхгигантами. Эти колоссальные светила теряют слишком много вещества во время вспышек. Из-за этого они полностью пропускают фазу красного сверхгиганта и эволюционируют по другому пути.
VK
OK
Telegram
Дзен