Warning: Use of undefined constant ddsg_language - assumed 'ddsg_language' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/users/s/shortstoryf/domains/theuniversetimes.ru/wp-content/plugins/sitemap-generator/sitemap-generator.php on line 45
Проводится самое подробное исследование системы Эта Киля
Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 13.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Проводится самое подробное исследование системы Эта Киля

shortstoryf

Эта Киля (Eta Carinae) является самой яркой и массивной звёздной системой в пределах 10000 световых лет вокруг Солнечной системы. Она известна своим удивительным поведением, дважды извергаясь в 19 веке по неизвестным до сих пор причинам. В настоящее время эта звёздная система находится под долгосрочным наблюдением специалистов из Центра космических полётов НАСА, которые активно используют в своей работе спутники, наземные телескопы и даже теоретические модели. Всё это делается для того, чтобы сформировать самую всестороннюю картину Эты Киля на сегодняшний день. Новые опубликованные результаты объединяют в себе как изображения от космического телескопа Хаббла, которые демонстрируют оболочку ионизированного газа, улетающую от звезды на скорости в 2 миллиона километров в час, так и новые трехмерные модели, которые показывают невиданные до сих пор особенности взаимодействия звёзд в системе.

«В настоящее время мы приближается к тому, чтобы хорошо понять текущее состояние и сложную окружающую среду этого удивительного объекта, но мы всё же должны пройти длинный путь, чтобы объяснить взрывы системы в прошлом или предсказать её будущее поведение.», — Тед Галл, руководитель исследовательской группы, которая занимается исследованием Эты Киля уже более десятилетия.

Расположившись на расстоянии приблизительно в 7500 световых лет от нас в южном созвездии Киля, система Эта Киля включает в себя две массивные звезды, которые двигаются по орбитам с большим эксцентриситетом и затмевают друг друга каждые 5.5 лет. Обе звезды производят сильные газообразные потоки, называемые звездными ветрами, которые окутывают их и делают изучение системы очень сложным. Астрономы установили, что более яркая и более холодная главная звезда системы приблизительно в 90 раз массивнее Солнца, а её светимость сильнее солнечной в 5 миллионов раз. Свойства меньшего компаньона системы до сих пор являются предметом обсуждений, но большая часть ученых предполагает, что эта звезда тяжелее Солнца в 30 раз и ярче него в миллион раз.

Во время своего самого близкого прохождения друг от друга (периастр) расстояние между звёздами составляет 225 миллионов километров, что примерно равно среднему расстоянию между Марсом и Солнцем. До и сразу после прохождения периастра учёные могут наблюдать разительные перемены в течение нескольких месяцев. Они заключаются во внезапных вспышках рентгена, с последующим снижением или увеличением излучения; в диапазоне видимого света наблюдается исчезновение и возрождение различных структур около звёзд; игру света и тени по мере того, как меньшая звезда вращается вокруг основной. В течение прошедших 11 лет группа ученых наблюдала три периастра, что позволило разработать подробную модель системы, используя наземные телескопы и орбитальные спутники.

«В своей работе мы использовали ранние наблюдения, чтобы создать компьютерную модель, которая помогла бы нам предсказать то, что мы могли бы видеть во время следующего цикла. Затем, мы заводим новые наблюдения нового цикла в модель, чтобы далее усовершенствовать её», — Томас Мадура.

Согласно этой модели, взаимодействие двух областей звездных ветров ответственно за многие периодические изменения, наблюдаемые в системе. У каждого ветра в системе есть свои заметные свойства: у главной звезды его структура плотная и медленная, а у второстепенной тонкая и быстрая. Ветер от главной звезды дует со скоростью примерно 2 миллиона километров в час, а из-за своей плотности каждую тысячу лет уносит с собой в космос массу, эквивалентную Солнцу. Для сравнения, ветер второй звезды захватывает в сто раз меньше вещества, но зато движется в пространстве в шесть раз быстрее.

Моделирование системы Эта Киля в данном отчёте проводилось на суперкомпьютере Плеяды (Pleiades) в Научно-Исследовательском центре Эймса. Когда второстепенная звезда пролетает мимо главной, её быстрый звездный ветер создает спиральную выемку в плотном потоке большей звезды. Для того, чтобы лучше понять это взаимодействие, ученые преобразовали это моделирование в трёхмерную модель и распечатали на обычном трёхмерном принтере. Всё это смогло продемонстрировать особенность, подобную спирали в потоке газа вдоль краёв выемки.

«Мы думаем, что эти структуры реальны и что они формируются в результате неустойчивости в потоке в результате пребывания в периастре в течение нескольких месяцев. Мы хотели создать и распечатать трёхмерную модель взаимодействия, которая в результате оказалось более подробной, чем мы могли себе вообразить», — продолжает Мадура.

Исследовательская команда уделила особое внимание нескольким ключевым событиям во время наблюдений, которые хорошо демонстрируют внутренние взаимодействия системы. Во время прошлых трёх проходов периастра наземные телескопы в Бразилии, Чили, Австралии и Новой Зеландии контролировали звёздную систему в единственной длине волны синего цвета, испускаемой атомами гелия, которые потеряли один электрон. Согласно этой информации, эмиссия гелия позволяет проследить условия звёздного ветра главной звезды. Спектрограф Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) на борту Хаббла изучил другую длину волны синего цвета, испускаемого уже атомами железа, которые потеряли два электрона, что позволило показать области, в которых газ главной звезды остановлен интенсивным ультрафиолетом её компаньона. И наконец, рентгеновское излучение содержит в себе информацию из зоны столкновения ветров, в которой создаются ударные волны, которые нагревают газ до сотен миллионов градусов.

«Изменения в рентгеновском диапазоне — прямое исследование зоны столкновения и отражают информацию о том, как эти звёзды теряют свою массу», — Майкл Коркорен, астрофизик.

Майкл с коллегами сравнили эмиссию рентгена в периастре, полученную от Rossi X-ray Timing Explorer, который прекратил свою работу в 2012 году, а так же от рентгеновского телескопа Свифт (Swift). В июле 2014 года, когда звёзды опять направились друг к другу, Свифт наблюдал ряд вспышек, которые впоследствии стали самыми яркими за всю историю изучения Эты Киля. Это свидетельствует об изменении в уносе массы одной из звезды, но по рентгеновским данным нельзя сказать, какой именно.

«Излучение гелия в 2014 году было практически идентично тому, что мы видели при прохождении периастра в 2009 году. Это означает, что ветер от главной звезды является устойчивым, а ветер компаньона ответственен за вспышки рентгена», — Маиран Теодоро, специалист, который отслеживал эмиссию гелия с помощью наземных устройств.

После того, как астронавты НАСА восстановили работоспособность STIS в 2009 году, ученые попросили разрешение использовать его для наблюдений за Eta Carinae. Разделив свет звезд на спектр, подобный радуге, STIS смог показать химический состав их среды. Но спектр также продемонстрировал тонкие структуры около звезд. Это означало, что инструмент можно использовать, чтобы создать карту области около двойной звёздной системы в беспрецедентных деталях. STIS рассматривает свои цели через единственный узкий разрез, чтобы ограничить загрязнение из других источников. С декабря 2010 года учёные стали регулярно наносить на карту эту область, захватив спектры в 41 различном местоположении. По приложенным усилиям это сопоставимо с созданием панорамного изображения из серии снимков. Итоговая карта охватывает область, протяжённостью в 670 миллиардов километров, что приблизительно в 4600 раз больше среднего расстояния от Земли до Солнца.

Полученное изображение показывает, что эмиссия дважды ионизированного железа прибывает из комплексной газообразной структуры, размеры которой равны почти одной десятой светового года. Постепенно изучая изображения от STIS, удалось заметить обширные оболочки газа, мчащиеся в стороны от звёзд со средними скоростями, приблизительно в 1.6 миллиона километров в час. С каждым новым периастром формируется спиральная впадина в области ветра от главной звезды и затем расширяется наружу. Когда звёзды сближаются, второй меньший компаньон погружается в звёздную пыль первого компаньона, которая поглощает его ультрафиолетовое излучение и препятствует тому, чтобы оно могло достичь отдалённых газовых областей. Без поступления этой энергии, дважды ионизированное железо перестаёт излучать свет и таинственная газовая структура попросту исчезает в этой длине волны. После того, как две звезды проходят мимо друг друга, ультрафиолетовый свет начинает заново проникать сквозь завесу, повторно возбуждая атомы железа и газообразная структура возникает снова.

Обе звезды комплекса Эта Киля однажды могут закончить свою жизнь в качестве сверхновых звёзд. Их окончательная судьба будет решена тогда, когда можно будет точно сказать, сколько вещества они смогут потерять к концу своих жизней. В настоящее время, как говорят исследователи, нет никаких доказательств того, что в скором времени произойдёт коллапс звёзд под их собственной гравитационной силой.

Фото
Эта Киля ионизированное железо

Источник: NASA’s Goddard Space Flight Center/T. Gull et al.

На этом снимке показан захваченный синий спектр, испускаемый дважды ионизированными атомами железа (4659 ангстрем). Это снимок системы Эта Киля, а получен он был инструментом STIS, установленным на борту Хаббла, между 2010 и 2014 годами. Газовые оболочки, образовавшиеся во время периастра в 2003 году, разлетаются от звёзд со скоростью 1.6 миллиона километров в час.

Эта Киля моделирование

Источник: NASA’s Goddard Space Flight Center/T. Madura

Эта анимация демонстрирует компьютерное моделирование системы Эта Киля, звёзды которой показаны чёрными точками. Более светлые цвета указывают на наличие большего удельного веса в звёздном ветре каждой звезды. Во время прохождения периастра второстепенная звезда как бы вырезает туннель в области ветра главной звезды.

Туманность Гомункул

Источник: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team

В 1840-х годах в системе Эта Киля произошло большое извержение вещества, которое создало Туманность Гомункул (Homunculus Nebula) и которую сфотографировал Хаббл. В настоящее время это расширяющееся облако протянулось на один световой год и содержит достаточное количество вещества, чтобы создать по крайней мере десять копий нашего Солнца. Астрономы до сих пор не могут объяснить, что вызвало извержение.

Эта Киля

Наблюдательные данные

Прямое восхождение 10ч 45м 03,591с
Склонение -59° 41′ 04,26″
Расстояние ~ 7 500-8 000 св. лет
Видимая звёздная величина (V) 6.21
Созвездие Киль

Астрометрия

Лучевая скорость (Rv) -25.0 км/c
Собственное движение (μ) Прямое восхождение: -7.6 mas в год
Склонение: 1.0 mas в год
Абсолютная звёздная величина (V) -12

Характеристики

Спектральный класс BIae-0 / OI
Переменность Яркая голубая переменная
Показатель цвета (B − V) -0.45
Показатель цвета (U − B) 0.61

Физические характеристики

Масса 120/30 M
Возраст <3·106 лет
Радиус ~240/24 R
Температура ~15.000/37.200 K
Светимость 5 000 000/1 000 000 L

По информации NASA.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google