«Хаббл» раскрывает секрет «нестареющих» звезд
В старых шаровых скоплениях нашей галактики встречаются звезды, по своим свойствам явно выделяющиеся на общем фоне, — сияют голубым светом ярче своих соседей и выглядят намного моложе своего истинного возраста. Это так называемые голубые отставшие звезды (страгглеры) — объекты, чьи температура и светимость указывают на большую массу или иной эволюционный путь по сравнению с соседями по скоплению. Их происхождение является предметом давних дискуссий в научной среде [1].
В настоящее время рассматриваются два основных механизма их образования. Первый — это слияние звезд в результате прямых столкновений, что должно быть вполне эффективно в плотных центральных областях скоплений. Второй — эволюция в тесных двойных системах, где одна звезда аккрецирует вещество со своего компаньона и в итоге пары сливаются. Эти сценарии предсказывают разную зависимость количества таких звезд от свойств скопления.
Анализ наблюдений космического телескопа «Хаббл» для 48 шаровых скоплений позволил провести свежую проверку. И вместо того, чтобы обнаружить больше голубых отставших звезд в самых плотных скоплениях с максимальным числом столкновений, астрономы с удивлением выявили противоположную тенденцию: анализ популяции из более чем трех тысяч голубых отставших звезд показал, что их относительное количество не увеличивается, а уменьшается в самых плотных скоплениях с высокой динамической активностью. Наибольшая доля голубых отставших звезд наблюдается в более разреженных и спокойных скоплениях.
Полученная зависимость, очевидно, свидетельствует в пользу сценария, основанного на двойных системах. В плотной среде частые гравитационные взаимодействия с третьими телами разрушают тесные пары, препятствуя медленному перетеканию вещества или слиянию. В относительно спокойном же окружении двойные системы существуют более стабильно, что позволяет реализовываться процессам аккреции массы, ведущим к формированию голубой отставшей звезды.
Таким образом, распределение голубых отставших звезд служит индикатором динамических условий в их родительском скоплении. Новые результаты подтверждают, что основной их канал формирования — эволюция в двойных системах, а не столкновения, позволяя лучше понять, как плотность звездного населения влияет на жизненные циклы составляющих его светил. Работа опубликована в журнале Nature Communications [2].
1. Пресс-релиз ESA/Hubble: esahubble.org/news/heic2602/
2. nature.com/articles/s41467-025-68159-5
Протозвезда EC 53 рассказывает о ранней эволюции планетных систем
Наблюдения протозвезды EC 53 в туманности Змеи на расстоянии 1300 световых лет от нас, выполненные космическим телескопом «Джеймс Уэбб», позволили детально изучить минеральный состав вещества в ее околозвездной среде [3]. В спектрах ближнего и среднего инфракрасного диапазона уверенно обнаруживаются признаки как аморфных, так и кристаллических силикатов, прежде всего форстерита Mg2SiO4 и энстатита Mg2[Si2O6]. Существенно, что эти соединения фиксируются не только во внутренней части протопланетного диска, но и в структурах, связанных с истечениями вещества, что сразу ставит вопрос о механизмах их формирования и переноса [4].
С точки зрения физики твердого вещества задача выглядит парадоксальной. Кристаллизация силикатов требует нагрева до сотен и тысяч кельвинов, тогда как значительная часть диска EC 53 остается холодной и экранированной от прямого излучения протозвезды. Тем не менее именно в этих удаленных областях обнаруживаются кристаллические фазы силикатов. Следовательно, их происхождение нельзя объяснить локальными условиями на больших расстояниях от центрального объекта и приходится обращаться к динамическим процессам в системе.
Наблюдательные данные указывают на ключевую роль эпизодической аккреции. EC 53 демонстрирует вспышечную активность с характерным периодом порядка полутора лет, сопровождающуюся кратковременным, но значительным ростом светимости. В такие фазы внутренняя часть диска прогревается до температур, достаточных для перекристаллизации аморфных зерен. Далее включается транспорт: мелкие частицы уносятся из горячей зоны диска с помощью струй и ветров, после чего оседают в холодных внешних областях.
Этот сценарий согласуется с независимыми оценками массы и структуры диска EC 53. Его масса составляет заметную долю массы центрального объекта, что создает условия для интенсивных процессов, включая рост частиц до миллиметровых и сантиметровых размеров. Важным следствием вспышек становится временное смещение линий конденсации летучих веществ, в частности воды и метанола, что дополнительно влияет на химическую и минералогическую эволюцию среды.
С теоретической точки зрения наблюдения EC 53 предоставляют редкую возможность связать воедино термохимию, динамику газа и эволюцию твердых частиц пыли. Для воспроизведения картины требуется учитывать кратковременный нагрев, кинетику фазовых переходов силикатов, а также эффективность захвата пыли потоками различной геометрии. Именно такая комплексная модель способна объяснить присутствие кристаллических силикатов в холодных зонах, аналогичных областям формирования комет и ледяных тел.
Таким образом, система EC 53 служит естественной лабораторией для изучения процессов, которые могли происходить на ранних этапах формирования планетных систем солнечного типа. Наблюдения показывают, что минеральный состав твердого вещества фиксирует не только текущие условия, но и память о кратких, но энергетически значимых событиях в истории молодой звезды и ее диска.
3. science.nasa.gov/asset/webb/protostar-ec-53-in-the-serpens-nebula-nircam-image/
Длительное затмение в планетной системе ASASSN-24fw
В сентябре 2024 года звезда J0705+0612, находящаяся на расстоянии около 3000 световых лет от Земли и по характеристикам похожая на Солнце, внезапно потускнела в 40 раз. Этот глубокий провал блеска, продлившийся до мая 2025 года, был зафиксирован системой ASAS-SN [5]. Последующие наблюдения с помощью телескопа Gemini South на Серро-Пачон в Чили, а также на 3,5-метровом телескопе Apache Point и 6,5-метровых Магеллановых телескопах позволили установить природу феномена. Оказалось, что свет звезды был заблокирован протяженным и медленно движущимся облаком газа и пыли, которое пересекло луч зрения земных наблюдателей. Результаты опубликованы в статье, вышедшей в The Astronomical Journal [6].
Анализ данных показал, что облако диаметром приблизительно 1,33 а. е. (200 млн км) находится на расстоянии около 14 а. е. (2 млрд км) от звезды. Оно гравитационно связано с массивным вторичным объектом, который обращается вокруг J0705+0612 в ее планетной системе. Минимальная масса этого объекта оценивается в несколько масс Юпитера, что позволяет рассматривать его как планету или коричневый карлик. Облако, соответственно, может быть классифицировано как околозвездный или околопланетный диск.
Ключевые данные о составе и динамике облака были получены с помощью высокоточного спектрографа GHOST, установленного на Gemini South. Двухчасовые спектроскопические наблюдения, проведенные в марте 2025 года, впервые позволили не только обнаружить химические элементы в таком объекте, но и измерить движение газа внутри него. Спектры выявили наличие множества «металлов» — элементов тяжелее гелия, включая железо и кальций, — находящихся в газообразном состоянии. Более того, измерения показали, что газ движется сложным образом: были зарегистрированы металлические эмиссионные линии со смещением около 27 км/с относительно звезды. Это указывает на сложную динамическую среду из газообразных «металлов». Дополнительно была обнаружена широкая линия Hα со смещением около 200 км/с, что, вероятно, связано с какими-то процессами во внутренних областях диска.
Возраст системы, превышающий 2 млрд лет, исключает сценарий, при котором наблюдаемый диск является остатком протопланетного облака ранней стадии формирования системы. Наиболее правдоподобное объяснение его происхождения — катастрофическое столкновение двух крупных объектов системы (планет). Подобное событие могло выбросить огромное количество обломков, пыли и газа, сформировав обширное облако с возможным существованием уцелевшего объекта. Моделирование также показывает, что вместо полного разрушения с последующим рассеянием, скорее всего, сформируется остаточная планета. Подтверждением долговременной природы объекта служат исторические данные: анализ архивных фотопластинок обнаружил аналогичные события затемнения этой же звезды в 1937 и 1981 годах, что указывает на орбитальный период объекта около 44 лет. В оригинальной статье также рассматриваются альтернативные модели.
Данное открытие может стать свидетельством того, что даже в зрелых и сформировавшихся планетных системах могут происходить масштабные катастрофические события, продолжающие менять их архитектуру спустя миллиарды лет после образования.
5. Пресс-релиз NSF NOIRLab: noirlab.edu/public/news/noirlab2602/
6. iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ae1fd9
Детальная картина туманности Улитка
Наблюдения планетарной туманности Улитка (NGC 7293) с помощью инфракрасной камеры NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб» позволили изучить финальную стадию эволюции звезды типа нашего Солнца с очень высокой детализацией [7]. Речь идет не просто о более четком изображении привычного объекта, а о возможности связать морфологию, физические параметры газа и химический состав в единую, наблюдательно подтвержденную картину.
Внутренняя часть туманности заполнена плотными сгустками, напоминающими кометы с вытянутыми хвостами. Их ориентация и форма указывают на взаимодействие быстрых потоков горячего газа, исходящих от центрального звездного остатка, с более медленными и холодными оболочками, сброшенными на предыдущих этапах эволюции. Такие структуры известны по наблюдениям и в других планетарных туманностях, однако в случае NGC 7293 они прослеживаются почти по всей окружности внутренней полости, что делает объект удобным полигоном для проверки гидродинамических моделей формирования планетарных туманностей.
Особый интерес представляет четкое пространственное разделение зон по температуре и химическому составу вещества. В ближнем инфракрасном диапазоне хорошо различимы области горячего ионизованного газа, расположенные ближе к центральному белому карлику, и более удаленные регионы, где температура падает настолько, что атомарный водород успевает соединиться в молекулы. Еще дальше находятся холодные и относительно плотные участки, в которых начинает доминировать пыль. Такая последовательность отражает не абстрактную цветовую схему, а реальные изменения в расширяющейся оболочке.
Ранее инфракрасные данные указывали на присутствие сложной молекулярной химии в туманности Улитка, и разрешение «Уэбба» позволяет локализовать эти процессы. Молекулы формируются преимущественно в экранированных зонах за плотными узлами, где ультрафиолетовое излучение центрального источника ослаблено. Это обстоятельство важно для понимания того, как продукты звездной эволюции — углерод, кислород, азот и пыль — сохраняются и перерабатываются в межзвездной среде, становясь частью материала будущих поколений звезд и планетных систем.
Туманность Улитка расположена примерно в 650 световых годах от Земли, что позволяет считать ее весьма близким объектом по астрономическим меркам. Такая близость позволяет напрямую сопоставлять наблюдения с теоретическими расчетами массы, динамики оболочек и фотохимических процессов. Сравнение данных «Уэбба» с архивными наблюдениями, выполненными в оптическом и инфракрасном диапазонах, показывает, насколько существенны технические возможности телескопов для корректной интерпретации поздних стадий звездной эволюции.
Изображение номера — величественная галактика в созвездии Льва
Объект NGC 2903 — это спиральная галактика с перемычкой, расположенная на расстоянии около 30 млн световых лет в созвездии Льва. Она открыта 16 ноября 1784 года Уильямом Гершелем. Галактика является частью сверхскопления Девы.
NGC 2903 — изолированная галактика. Гершель первоначально классифицировал ее как двойную туманность, а Уильям Парсонс первым наблюдал ее спиральную природу. В Новом общем каталоге (NGC) объект имеет два обозначения (т. е. NGC 2903 и NGC 2905). Второе обозначение используется для яркого северо-восточного рукава галактики.
NGC 2903 имеет умеренно и сильно закрученные спиральные рукава, частичное внутреннее кольцо и слабую внутреннюю перемычку (бар). Последний компонент составляет значительную часть звездной массы галактики (≈20%). Бо́льшая часть звездной массы галактики (≈72%) сосредоточена во внешней части диска.
В балдже (центральной выпуклости) содержится почти 5% звездной массы NGC 2903, и он простирается на 2400 световых лет. Приток вещества через перемычку подпитывает звездообразование в балдже. В целом скорость звездообразования сопоставима со скоростью звездообразования в нашей галактике.
Алексей Кудря
Загрузка...