Раскрыты секреты голубого сверхгиганта

До появления космических телескопов наблюдалось мало голубых сверхгигантов, поэтому наши знания об этих звездах очень малы.

Ведущий астрофизик доктор Тамара Роджерс из Университета Ньюкасла, Великобритания, и ее команда в течение последних пяти лет работала над созданием симуляций звезд, подобных этим, чтобы попытаться предсказать, что заставляет их поверхность выглядеть такой.

Моделируя внутреннее пространство звезд, команда предсказала, что гравитационные волны, подобные тем, которые мы видим в океане, могут разбиваться о поверхность звезды. Второй тип волн также был предсказан. Эти когерентные волны похожи на сейсмические волны на Земле, которые генерируются глубоко внутри звезды.

Теперь, используя данные, собранные космическими телескопами НАСА, международная группа экспертов впервые увидела звезду и обнаружила, что почти все эти неуловимые голубые гиганты на самом деле мерцают и колеблются в яркости из-за наличия волн на их поверхности.

Как и предсказывалось, волны берут свое начало в глубине и открывают новые захватывающие перспективы для изучения этих звезд с помощью астеросейсмологии, метода, аналогичного тому, как сейсмологи используют землетрясения для изучения земных недр. Публикуя свои выводы в Nature Astronomy, авторы говорят, что из наблюдений этих волн теперь можно изучить свойства звезд, которые невозможно получить с помощью других астрономических методов.

Соавтор доктор Роджерс, работающая в Школе математики, статистики и физики в Университете Ньюкасла, сказала: «Когда мы впервые начали наше моделирование и предсказали, что эти волны могут разбиваться о поверхность, то не думали, что когда-либо появится возможность наблюдать их. Во всей Вселенной звезды бывают разных форм, размеров и цветов. Некоторые звезды похожи на наше Солнце и спокойно существуют в течение миллиардов лет. Но массивные звезды живут значительно короче и активнее, прежде чем взорваться в сверхновую и сбросить свой материал в космос».

«В соответствии с нашими прогнозами, эти последние наблюдения подтвердили два типа волн, которые дают нам различную информацию о звезде. Те, которые разбиваются о поверхность, похожи на волны, разбивающиеся о берег, и стоячая волна, которая просто продолжает идти и похожа на сейсмические волны на Земле. Из них мы можем начать понимать, как звезда движется и вращается, физику и химию того, что происходит внутри глубин, включая звездное ядро. Хотя мы предсказывали эти волновые модели, до сих пор это была просто симуляция того, что может происходить. На самом деле увидеть это и доказать, что это правда - невероятный момент для нас».

Голубый сверхгиганты - это металлические фабрики Вселенной до того, как они взорвутся как сверхновые. Эти звезды производят все химические элементы периодической таблицы Менделеева, кроме гелия, 150-летний юбилей которой будет отмечаться в этом году.

Ведущий автор доктор Доминик Боуман объясняет:

«До космических телескопов НАСА Kepler/K2 и TESS было известно мало синих супергигантов, яркость которых варьируется из-за волн. Но если посмотреть на яркость отдельной звезды достаточно долго с помощью очень чувствительного детектора, можно определить, как со временем она меняется. В астросейсмологии мы используем эти вариации для исследования физических и химических процессов внутри звезд».

По словам Боумана, открытие волн во многих голубых сверхгигантских звездах стало моментом Эврики.

«Изменчивость в этих звездах была там все время, нам нужно было только набраться терпения и ждать, пока современные космические телескопы их заметят».

«Сейчас мы вступаем в золотой век астеросейсмологии горячих массивных звезд благодаря современным космическим телескопам. Открытие этих волн в голубых сверхгигантах позволяет нам изучать предшественников сверхновых с новой точки зрения», - говорит доктор Боуман.