Бурная эволюция массивных звезд играет большую роль во Вселенной. Именно они ионизируют межзвездный газ и, взрываясь сверхновыми, насыщают космос более тяжелыми элементами. Поэтому ученые так заинтересованы в их изучении. И вот астрономам впервые удалось получить снимок ближайших окрестностей красного сверхгиганта вне Млечного Пути.
Массивные звезды живут ярко, но недолго, и взрываются сверхновыми II типа или превращаются в нейтронные звезды и черные дыры. На протяжении своей жизни они дважды проходят через стадию красных гигантов: перед тем, как в ядре запускаются ядерные реакции, и после сгорания в ядре водорода. Звезды массой до 10 солнечных масс становятся красными гигантами, а потом сверхгигантами. Звезды массой более 10 солнечных масс сразу становятся красными сверхгигантами.
Когда массивные звезды превращаются в красных сверхгигантов, они теряют значительную часть своей массы. Процессы на этой стадии развития играют большую роль в дальнейшей эволюции звезды, в том числе на первых этапах превращения звезды в сверхновую.
Астрономы наблюдают за красными сверхгигантами в Млечном Пути, но у их «собратьев» в Большом Магеллановом Облаке есть важное преимущество — мы точнее знаем расстояние до этих объектов. Самый яркий в среднем инфракрасном диапазоне красный сверхгигант в Большом Магеллановом Облаке — звезда WOH G64.
WOH G64 — крупнейшая известная звезда с четким радиусом. Она в 1,7 тысячи раз больше Солнца. Если бы этот гигант был в центре Солнечной системы, его граница пролегала бы между орбитами Юпитера и Сатурна. Когда-то это была звезда в 25 раз массивнее нашего светила. Сейчас она быстро теряет вещество — до одной тысячной солнечной массы в год.
Астрономы изучают WOH G64 на протяжении многих десятилетий. Кейчи Онака (Keiichi Ohnaka) и его коллеги еще в 2005 году пробовали разглядели особенности гиганта с помощью комплекса телескопов VLT. Теперь, благодаря инструменту GRAVITY, им удалось получить близкий снимок этого красного сверхгиганта — первый в истории близкий снимок звезды в другой галактике. Статья об этом вышла в журнале Astronomy and Astrophysics.
«Эта звезда — одна из самых экстремальных среди себе подобных, и любое резкое изменение может приблизить ее к взрывному финалу», — объяснил соавтор исследования Джакко ван-Лун, директор Кильской обсерватории, который наблюдает за WOH G64 с 1990-х годов.
Оказалось, что WOH G64 скрыта в вытянутом «коконе» из пыли. Он окружает звезду на расстоянии от девяти (в самой близкой точке) до 13 радиусов звезды. Самой звезды не видно — либо она слишком тусклая, либо ее полностью скрывает пыль кокона. Неизвестно, почему кокон имеет форму яйца. Возможно, у звезды есть компаньон, который вытягивает на себя это вещество. Или же существует поток вещества, истекающий из кокона в кольцо пыли, окружающее звезду.
Хотя кольцо пыли видно на снимке, авторы исследования сомневаются в его существовании. Они заподозрили, что кольцо может быть артефактом обработки данных наблюдений. Пока что даже его форму сложно понять — оно может быть и кольцом, и тором («бубликом»).
Ученые планируют продолжить наблюдения за звездой, ожидая обновления инструмента GRAVITY+. В собранных за годы данных о спектре звезды исследователи не увидели изменений, но, возможно, есть изменения в структуре окружающего звезду пространства.