Астрономы предложили теорию о загадочном расположении массивных звезд

У более массивных чем Солнце звезд очень горячие ядра, которые стимулируют выработку ядерной энергии с очень высокой скоростью. Они являются одними из самых ярких объектов в нашей галактике. Но из-за того, что они так быстро сжигают свое водородное топливо, их продолжительность жизни относительно коротка - 10 миллионов лет по сравнению с 10 миллиардами лет для Солнца.

Их короткая жизнь означает, что у них мало времени, чтобы слишком удалиться от места своего рождения. Самые массивные звезды находятся в области плоского диска галактики, где газовые облака достаточно плотны, чтобы способствовать рождению звезд, и где астрономы находят молодые скопления массивных звезд.

Когда массивная звезда находится далеко от диска галактики, как она туда попала?

«Астрономы находят массивные звезды далеко от места их происхождения, так далеко, что на то, чтобы добраться туда, требуется больше времени жизни звезды», — сказал астроном Дуглас Гис. «Как такое могло произойти является предметом активных дискуссий среди ученых».

Эту проблему создала массивная звезда HD93521, которая находится примерно в 3600 световых годах над диском галактики. Новое исследование, проведенное Гисом и другими астрономами, выявило глубокое несоответствие: время полета до места намного превышает предсказанный возраст массивной звезды.

Астрономы использовали новую оценку расстояния от космического корабля Gaia Европейского космического агентства вместе с исследованием спектра звезды, чтобы определить массу и возраст звезды, а также ее движение в космосе. Они обнаружили, что масса HD93521 примерно в 17 раз больше солнечной, и это приводит к предсказанному возрасту около 5 миллионов лет. С другой стороны, движение звезды указывает на то, что ее путь от диска занял гораздо больше времени - около 39 миллионов лет.

Астрономы штата Джорджия объясняют эту странную разницу между временем жизни звезды и временем в пути, предположив, что HD93521 покинула диск как две менее массивные и долгоживущие звезды, а не как одна массивная, которую мы видим сегодня. Их результаты были опубликованы в The Astronomical Journal.

Ключом к разгадке тайны стало то, что HD93521 — одна из самых быстро вращающихся звезд в галактике. Звезды могут вращаться в результате звездных слияний, когда две близко вращающиеся звезды могут расти со временем и сталкиваться, образуя одну звезду.

«HD93521 зародилась как тесная пара звезд средней массы, которым суждено было поглотить друг друга и создать быстро вращающуюся звезду, которую мы видим сегодня», — сказал Гис.

Такие звезды промежуточной массы живут достаточно долго, чтобы соответствовать длительному времени полета HD93521.

HD93521 — не единственный случай, когда массивная звезда была обнаружена так далеко от места рождения. Аспирант университета штата Джорджия Питер Высоцки исследует пример удаленной массивной бинарной пары, которая представляет собой стадию непосредственно перед слиянием. Эта звезда известна как IT Весы, и ее ориентация создает взаимные затмения, когда две звезды проходят друг перед другом. Исследование вариаций светоотдачи и движений, обнаруженных в спектрах, приводит к оценкам звездных масс.

Высоцкий находит аналогичную головоломку из массовых результатов: предсказанный возраст намного меньше, чем время путешествия IT Весы от диска. Исследование также показывает, что звезда с меньшей массой в паре уже начала передавать большую часть массы звезде с большей массой, инициируя процесс, который в конечном итоге может привести к слиянию. Это означает, что звезда с большей массой на самом деле старше, чем кажется, поскольку начала свою жизнь как звезда с меньшей массой.

Эти далекие массивные звезды стали поразительным доказательством того, что близкие пары звезд могут сливаться, образуя еще более крупные звезды, и они являются ключом к разгадке того, как быстровращающиеся массивные звезды способны создавать черные дыры с большим вращением.