Голубые сверхгиганты: тайна происхождения ярчайших звёзд во Вселенной раскрыта

Международное исследование под руководством Канарского института астрофизики (IAC) раскрыло тайны происхождения одних из самых ярких и горячих звёзд в нашей вселенной — голубых сверхгигантов. Несмотря на то, что эти звезды часто наблюдаются астрономами, их происхождение долгое время оставалось загадкой, вызывая дебаты среди учёных.

В рамках исследования, результаты которого были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters, были смоделированы новые звёздные проекции и проанализированы данные о большом числе голубых сверхгигантов в Большом Магеллановом Облаке. Учёные пришли к выводу, что большинство таких звёзд могли образоваться в результате слияния двух разных звёзд, связанных в бинарной системе.

Голубые сверхгиганты класса B отличаются высокой температурой и яркостью (в десятки тысяч раз ярче и в 2-5 раз горячее солнца), их масса варьируется от 16 до 40 солнечных масс. Считается, что они возникают во время очень быстрого этапа эволюции, что делает их редким явлением. Однако наблюдается их довольно много.

Важный ключ к разгадке их происхождения заключается в том факте, что большинство голубых сверхгигантов — одиночные, то есть у них нет обнаруживаемого гравитационно-связанного спутника. Однако наблюдается, что большинство молодых массивных звёзд рождаются в двойных системах с «компаньонами».

Так почему же голубые сверхгиганты одиночные? Потому что массивные бинарные звёздные системы «сливаются» и производят голубых сверхгигантов, считают учёные.

В исследовании под руководством Атиры Менон команда изучила детализированные модели слияния звёзд, анализируя выборку из 59 голубых сверхгигантов в Большом Магеллановом Облаке.

«Мы смоделировали слияния развитых гигантских звёзд с их меньшими спутниками, учитывая взаимодействие и смешивание двух звёзд во время слияния. Вновь образованные звезды живут как голубые сверхгиганты на протяжении второй по продолжительности фазы жизни звезды, когда в их ядре происходит горение гелия», — объясняет Менон.

По словам Артемио Эрреро, соавтора статьи и исследователя IAC, полученные результаты объясняют, почему голубые сверхгиганты находятся в так называемом «эволюционном пробеле» классической звёздной физики — фазе их развития, где, согласно традиционным представлениям, звёзды находиться не должны.

Дэнни Леннон, учёный IAC, добавляет: «Удивительно, но звезды, образовавшиеся в результате таких слияний, лучше всего воспроизводят измеренные свойства голубых сверхгигантов, в том числе обогащение их поверхности азотом и гелием. Это указывает на то, что слияния могут быть основным механизмом формирования голубых сверхгигантов».

Такие выводы ставят точку в давнем споре о происхождении голубых сверхгигантов и подчёркивают значимую роль звёздных слияний в формировании морфологии галактик и их звёздных популяций. Это исследование не только раскрывает тайны одних из самых загадочных объектов в нашей вселенной, но и открывает новые горизонты для понимания эволюции звёзд.

В будущем исследователи планируют изучить, как голубые сверхгиганты взрываются, внося свой вклад в популяцию черных дыр и нейтронных звёзд, таким образом ещё больше расширяя наше понимание космических процессов.