Астрономы, наблюдая за звездой WOH G64, находящейся на удалении приблизительно 160-170 тысяч световых лет от нашей планеты, зафиксировали необычное изменение: одна из самых массивных и светящихся звезд за короткий промежуток времени изменила свой «красный» вид, став более горячей. Её температура увеличилась примерно на 700 градусов Цельсия. По мнению специалистов, такие быстрые трансформации могут быть вызваны отторжением части внешних слоев атмосферы — явления, которое часто является предвестником взрыва сверхновой.
Звезды с начальной массой от 8 до 30 солнечных масс классифицируются как красные сверхгиганты. Такие объекты находятся на заключительном этапе своего жизненного цикла, предшествующем коллапсу ядра и взрыву сверхновой типа II. Несмотря на свои внушительные размеры, по сравнению с другими звездами они относительно холодные — их температура составляет примерно 2700-3700°C. Радиусы красных сверхгигантов могут быть во много раз больше солнечного, а потеря массы происходит из-за интенсивных звездных ветров. Однако будущее самых мощных представителей этого класса звезд пока остается предметом дискуссий.
Астрономы уже продолжительное время рассматривают так называемую «проблему красных сверхгигантов», заключающуюся в том, что среди звезд, которые, предположительно, должны предшествовать сверхновым, не хватает самых массивных и ярких объектов. Существует предположение, что некоторые из них, перед взрывом, могут эволюционировать обратно в более горячие состояния — например, в желтые гипергиганты, теряя звездную оболочку.
На протяжении многих лет WOH G64 был известен как один из самых примечательных и необычных красных сверхгигантов в Большом Магеллановом Облаке, спутнике Млечного Пути. Диаметр этого небесного тела оценивался приблизительно в 1500 солнечных радиусов, а его светимость достигала почти критического значения (когда объекты становятся нестабильными). Годовая потеря массы звезды составляла более одной десятитысячной массы Солнца — очень высокий показатель для объектов такой массы.
Звезда, окутанная густым облаком из газа и пыли, кажется сильно покрасневшей и частично скрытой. В 1990-х годах ее светимость демонстрировала почти регулярные колебания – приблизительно каждые 850 дней. Исследователи объясняли это либо пульсациями звезды, либо влиянием плотного облака пыли, которое время от времени загораживало ее.
Для выяснения причины астрономы изучили данные наблюдений, аккумулированные за почти три десятилетия с использованием наземных обзоров и космических телескопов, включая Gaia и NEOWISE. Затем они сравнили спектры, полученные с помощью крупных телескопов VLT и Magellan в 2007, 2016 и 2021 годах.
Определилось, что ключевые изменения произошли в период с 2013 по 2014 год: звезда неожиданным образом стала ярче, ее блеск в видимом спектре значительно возрос, в то время как в красном свете изменений почти не наблюдалось. Проведенные расчеты продемонстрировали, что колебания в количестве пыли не способны объяснить эти изменения – температура поверхности действительно увеличилась более чем на 1000 градусов Кельвина.
Спектральные исследования зафиксировали значительные изменения. В 2007 году у WOH G64 были отмечены типичные признаки холодной звезды – выраженные полосы молекул оксида титана. После 2014 года они пропали, и на их месте появились интенсивные линии излучения водорода, гелия и других элементов, которые обычно регистрируются в более горячих звёздах с плотным окружением. Согласно данным, полученным в инфракрасном диапазоне, теперь этот объект по своим характеристикам схож с жёлтым гипергигантом, имеющим температуру около 4500 градусов Цельсия. При этом его радиус сократился почти вдвое.
Уникальное сочетание характеристик побудило исследователей сделать вывод о том, что это не одиночная звезда, а двойная система. Вероятно, желтый гипергигант находится во взаимодействии с горячим компаньоном. В случае подтверждения этой гипотезы, сближение звезд могло спровоцировать выброс части внешней оболочки всего за несколько лет, что объяснило бы повышение температуры поверхности».
Существует также предположение, что звезда могла закончить продолжительный процесс выброса вещества, который длился десятилетиями и маскировал ее истинную температуру плотным слоем материала. Согласно результатам недавнего исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Неважно, какой из возможных сценариев окажется правильным, WOH G64 предоставляет астрономам уникальную возможность наблюдать за развитием массивной звезды практически в реальном времени. В перспективе она способна превратиться в сверхновую, а плотная и неоднородная оболочка, окружающая ее, — существенно повлиять на характеристики взрыва.
Существует также вероятность того, что произойдет схлопывание в черную дыру или соединение со спутником. Данное открытие может способствовать решению вопроса о красных сверхгигантах и внести ясность в модели эволюции массивных звезд до момента их взрыва.