В созвездии Гидры, в 1300 световых годах от Земли, находится V Hydrae, богатая углеродом звезда в эволюционной фазе асимптотической гигантской ветви (AGB). Среди миллионов звезд, масса которых сходна с массой Солнца, V Hydrae всегда представляла особый интерес из-за своего уникального поведения. К ним относятся извержения плазмы, происходящие каждые 8,5 лет, и наличие почти невидимой звезды-компаньона.
Недавно группа исследователей проанализировала данные ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) и Хаббла о V Hydrae, наблюдая последние фазы жизни звезды. Команда обнаружила шесть медленно расширяющихся колец от звезды и две загадочные структуры в форме песочных часов. Первоначальные анализы показывают, что эти странные явления вызваны высокоскоростным выбросом материи в космос в последние моменты жизни V Hydrae. Результаты исследования опубликованы в журнале .
V Hydrae наблюдалась в процессе потери своей атмосферы. Через это событие проходит большинство красных звезд на продвинутых стадиях эволюции. Однако, по словам Марка Морриса, астронома Калифорнийского университета и соавтора исследования, уникальность этой звезды налицо: «Это первый и единственный случай, когда кто-либо видел, что газ, выбрасываемый звездой AGB, может выходить в виде серии колец«.
Рагхвендра Сахаи, астроном JPL и ведущий автор исследования, говорит:
Традиционная модель объясняет, что AGB-звезды умирают в результате выброса вещества медленным и относительно постоянным ветром в течение 100 000 лет или более. Наше исследование показывает, что эта модель неполная или, в худшем случае, неверная.
Очень быстрые оттоки вещества из V Hydrae впервые наблюдались в 1981 году. Затем в 2022 году исследователи обнаружили джет-подобный поток, выбрасываемый на большой скорости из звезды. Открытие других особых структур звезды проливает новый свет на исследования этапов звездной эволюции.
Шесть колец расширялись от V Hydrae в течение примерно 2 100 лет, добавляя материю и способствуя росту очень плотной, деформированной дископодобной структуры вокруг звезды. Команда назвала эту структуру DUDE, что расшифровывается как Disk Undergoing Dynamical Expansion.
Помимо набора колец, расположенных на деформированном диске, существуют две структуры в форме песочных часов и одна струеподобная структура. Они расширяются с высокой скоростью — более 240 км/с. Большие структуры в виде песочных часов ранее наблюдались в планетарных туманностях, включая MyCn 18, и в южной части Крабовидной туманности. И никогда в AGB-звезде типа V Hydrae.
«Конечное состояние эволюции AGB-звезд — это сложный процесс, который пока не очень хорошо изучен«, — сказал Моррис. «Открытие того, что это может включать выброс газовых колец одновременно с образованием высокоскоростных струй материала, вносит новые захватывающие ключи в наше понимание того, как умирают звезды«.
«Нам повезло«, — сказал Сахаи. «И мы смогли представить все различные явления потери материи в V Hydrae. Чтобы лучше понять, как умирающие звезды теряют массу в конце своей жизни«.
Из-за большого расстояния и плотности пыли, окружающей звезду, для изучения V Hydrae потребовался уникальный инструмент, способный четко видеть очень далекие объекты, которые трудно обнаружить с помощью оптических телескопов. Поэтому команда задействовала приемники ALMA с диапазоном 6 (1,23 мм) и 7 (0,85 мм), которые с абсолютной четкостью выявили многочисленные кольца и потоки вещества звезды.
Джо Пеше, астроном и руководитель программы NSF для NRAO/ALMA, говорит с энтузиазмом: «Возможности и разрешение ALMA наконец-то позволяют нам наблюдать эти события в необычайных деталях. И нужно было дать некоторые ответы и улучшить наше понимание события, которое происходит с большинством звезд во Вселенной«.
Поскольку нашему Солнцу суждено вступить в фазу AGB и стать белым карликом еще до того, как оно начнет сжигать углерод, случай с V Hydrae очень интересен. Детальное изучение загадочных газовых колец и расширяющихся структур вещества может дать новые подсказки о судьбе нашей звезды.
Сочетание инфракрасных, оптических и ультрафиолетовых данных, полученных в ходе исследования, уже позволило создать полную многоволновую картину того, что может быть одним из величайших зрелищ Млечного Пути. Мы с нетерпением ждем дальнейшего развития событий.