Астрономы выяснили природу загадочных звёзд – «голубых бродяг»

Астрономы выяснили природу«голубых бродяг» – загадочных звёзд, которые выглядят слишком молодо для своего солидного в действительности возраста. Такие звезды«омолодились» за счёт перетекания на них внешней оболочки со звезд-компаньонов, с которыми они составляют двойные системы.

Несмотря на то что сегодня астрофизики в целом довольно хорошо себе представляют как внутреннее устройство, так и жизненный путь звёзд, многие частные проблемы до сих пор ещё не имеют своего решения. Одной их таких проблем является происхождение«голубых бродяг». Этим термином астрономы называют звёзды, которые обнаруживаются внутри шаровых и рассеянныхскоплений нашей Галактики, входят в состав двойных систем и

выделяются тем, что выглядят слишком молодыми и горячими по сравнению с другими звёздами того же скопления.

Все звёзды одного скопления образуются почти одновременно, а потому их возраст приблизительно одинаков. Таким образом, сегодня в старых скоплениях уже не могут наблюдаться яркие голубые звёзды, так как они очень быстро эволюционируют и умирают, по звёздным меркам, молодыми. Но в 1953 году несколько таких объектов были впервые обнаружены американским астрономом Аланом Сэндэджем внутри шарового скопления M3, а в дальнейшем и внутри других скоплений.

Первоначальное предположение о том, что они сначала образуются независимо, а затем захватываются скоплением во время его путешествия по Галактике, дало этим объектам их необычное название –«голубые бродяги». Но эта гипотеза оказалась неудовлетворительной, и в результате в астрофизике установились три основные гипотезы о природе«голубых бродяг».

Первые две из них предполагают, что«голубые бродяги» – это результат слияния двух более старых звёзд скопления. Слиться могут как компонентыдвойной системы(тогда в гипотезу включается третья звезда, которая сегодня является компаньоном«голубого бродяги»), так и две«налетевшие» друг на друга одиночные звезды.

Третья и наиболее вероятная версия состоит в том, что

«голубые бродяги» изначально образуются в двойных системах внутри скопления.

Со временем в ходе эволюции более массивная звезда в такой системе увеличивается в размерах и её оболочка начинает перетекать на менее массивный компонент. В результате чего тот набирает вес, становится более ярким, более голубым и начинает выглядеть моложе. А от первой звезды в конечном итоге остаётся лишь её ядро – компактный, маломассивный белый карлик.

Иллюстрация к механизму образования «голубого бродяги», связанного с перетеканием массы с одного компонента двойной системы на другой. Со временем внешняя оболочка с более массивной звезды (показана красным цветом) перетечёт на менее массивную (показана синим цветом), что «омолодит» последнюю – она будет казаться более горячей и молодой. А на месте более массивной звезды останется лишь компактный остаток – белый карлик. // www.astronomy.com

Поэтому можно проверить эту гипотезу, измеряя массы звезд-компаньонов«голубых бродяг». Если они окажутся достаточно малыми, то, скорее всего, бродяги действительно соседствуют с белыми карликами.

Такая проверка и была проделана в работе Аарона Геллера и Роберта Мэтью. С помощью 3,5-метрового телескопа обсерватории Китт Пик(США) они наблюдали за двумя десятками известных«голубых бродяг» в рассеянном скоплении NGC 188. Это скопление находится в созвездии Цефея и является одним из наиболее старых рассеянных скоплений нашей Галактики.

В ходе работы учёные обнаружили, что измеренные

массы почти всех компаньонов«голубых бродяг» действительно составляют лишь около половины массы Солнца,

как это предполагается в рамках гипотезы о переносе массы между компонентами двойной системы. Это является серьёзным аргументов в её пользу, так как в рамках двух других гипотез, звезда-компаньон«голубого бродяги» должна быть гораздо массивнее. Эти результаты опубликованы в новом номере журнала Nature.

Стоит отметить, однако, что звёзды-компаньоны«голубых бродяг» не были непосредственно видны в описываемых наблюдениях. Но об их присутствии можно было судить по тому гравитационному влиянию, которое они оказывают на своего соседа. Последний в результате немного«гуляет» вперёд-назад вдоль луча зрения с периодом, равным периоду обращения двойной системы. Измеряя амплитуду этих колебаний(а точнее, амплитуду изменения скорости звезды – основываясь на эффекте Допплера) Геллер и Мэтью смогли оценить массу невидимого компаньона.

«Как это часто случается в астрономии, именно те объекты, которых не видно, способны дать ключ к разгадке проблемы», – так комментирует свою работу Роберт Мэтью.

Тем не менее авторы статьи отмечают, что полученные результаты всё же не позволяют с высокой степенью уверенности отбросить обе альтернативные(столкновительные) гипотезы происхождения«голубых бродяг». Необходимы дальнейшие наблюдения. Ожидается, что дополнительным аргументом в пользу механизма с переносом массы может стать наблюдение ультрафиолетового излучения от белых карликов, соседствующих с«голубыми бродягами». Такие наблюдения с помощью космического телескопа имени Хаббла уже запланированы. Возможно, что с их помощью ещё один вопрос об устройстве нашей Вселенной обретёт окончательный ответ.