Красные гиганты, являющиеся множеством звезд, демонстрируют изменения в яркости с периодичностью, достигающей нескольких лет, что, вероятно, обусловлено наличием небольших, но активно поглощающих вещество звезд, находящихся поблизости.
Звезды со средними характеристиками по мере приближения к концу своего жизненного цикла трансформируются в красных гигантов. Запасы водорода внутри звезды исчерпаны, и она начинает сжиматься под воздействием собственной гравитации. В плотном ядре возобновляются термоядерные процессы, теперь уже с участием гелия. Эти процессы приводят к расширению внешних слоев до колоссальных размеров. В перспективе, когда Солнце станет красным гигантом, оно охватит и орбиту нашей планеты.
Красные гиганты характеризуются нестабильным свечением: их тонкие внешние оболочки пульсируют, и возникающие колебания создают акустические волны, которые приводят к изменению их яркости. В качестве примера можно привести Бетельгейзе меняется циклами, которые длятся около 425 и 185 наших суток. Однако у него есть более длинные периоды — около 5,9 года, — объяснить которые волнами и пульсацией уже не удается. Такие долгие циклы заметили примерно у трети известных гигантов и сверхгигантов.
Астрофизики из Варшавского университета представили новую работу, посвященную этой проблеме, статья которых опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Игорь Сожински (Igor Soszyński) и его коллеги провели сбор данных наблюдений, охвативших около 16 тысяч красных гигантов. Для анализа на протяжённых периодах времени удалось получить достаточно подробную информацию по 700 объектов.
Сравнив кривые блеска звезд в видимом и инфракрасном диапазонах, исследователи выявили «провалы», совпадающие с периодами уменьшения яркости звезды. В отдельных ситуациях наблюдался и второй «провал», ограниченный инфракрасным излучением, возникающий в противоположной фазе длительного колебания яркости. Подобное поведение может указывать на наличие облака пыли, поглощающего свет звезды и частично переизлучающего его в виде длинноволновое излучение.
Авторы исследования полагают, что эти особенности проливают свет на феномен «длительной пульсации» у красных гигантов, связывая его с наличием небольшого компаньона. Гравитационное воздействие этого объекта притягивает часть вещества из внешних, слабо связанных слоев звезды, формируя крупные потоки пыли. Проходящий на фоне звезды компаньон способен вызывать первую, отчетливо выраженную фазу затемнения. Таким образом, вторая фаза снижения яркости обусловлена прохождением пылевого облака.
Согласно результатам вычислений, этот компаньон может представлять собой небольшую звезду или коричневого карлика – объекта, занимающего промежуточное положение между массивными планетами и настоящими звездами. Не исключено, что подобные карлики формируются из планет в процессе вращения вокруг красного гиганта, аккрецируя при этом дополнительную массу.