"Экстремальная гелиевая звезда" удивила ученых необычными свойствами

Что за экстремальные гелиевые звезды

Экстремальные гелиевые звезды являются очень редким классом звезд. Впервые их открыли в середине прошлого века, с тех пор было обнаружено лишь более двадцати таких светил. По сути это сверхгиганты со сравнительно небольшой для таких объектов массой, в которых практически нет водорода. То есть эти звезды образовались не так, как другие звезды во Вселенной, которые рождаются путем сжимания холодных и плотных сгустков газа в молекулярных облаках под воздействием гравитации.

Не пропустите Древняя катастрофа: что известно о столкновении с кометой 12 тысяч лет назад

Как образуются такие звезды

Ученые выделяют два теоретических механизма формирования экстремальных гелиевых звезд.

Первый заключается в слиянии гелиевого и углеродно-кислородного белых карликов, которые находились в двойной системе, причем масса финальной звезды, не должна превысить предел Чандрасекара, иначе произойдет термоядерный взрыв, поэтому такое явление является крайне нечастым.

Путем ядерного горения гелия такая звезда сначала превратится в сверхгиганта, а затем в белого карлика.

Второй механизм предполагает, что экстремальные гелиевые звезды являются поздними стадиями эволюции некоторых звезд, которые оставили асимптотическое ответвление гигантов и начали свое превращение в белого карлика.

В этом случае ядерное горение гелия в слоях вокруг ядра звезды вызывает быстрое расширение внешних слоев светила и дефицит водорода.

Чем удивила ученых звезда

Группа астрономов во главе с Норбертом Пшибиллой из Университета Инсбрука опубликовала результаты анализа данных наблюдений за звездой HD 144941, проведенных с помощью телескопов комплекса VLT, телескопа MPG, космического телескопа IUE и обзоров неба 2MAS.

HD 144941 была открыта в 1970 году. Звезда расположена на расстоянии около 5,1 тысячи световых лет от Солнца. Радиус звезды составляет 3,8 радиуса Солнца, она в 8,1 раза массивнее солнца, а ее эффективная температура оценивается в 22 тысячи кельвинов.

Сначала звезду отнесли к классу экстремальных гелиевых, однако в 1997 году выяснилось, что ее свойства не совсем типичны – HD 144941 демонстрировала необыкновенно высокое содержание водорода, высокую поверхностную гравитацию, металличность сильно ниже солнечной, а также отсутствие продуктов каких-либо ядерных реакций. Однако звезду продолжили считать экстремальной гелиевой, предполагая, что она образовалась путем слияния двух гелиевых белых карликов.

В статье исследователи обнаружили, что HD 144941 на самом деле является другим типом звезд, чем считалось первоначально.

• Ученые обнаружили сильное продольное магнитное поле возле светила со средним значением до девяти килогаусов.
• Поля могут достигать значения 15 килогаусов, что объясняет наличие пятен на видимой поверхности звезды, которые были замечены в 2018 году.
• Содержание металлов (элементов тяжелее гелия и водорода), полученное для HD 144941, оказалось примерно в четыре раза больше, чем в предыдущих исследованиях.
• Отмечается также избыток углерода, по сравнению с другими экстремальными гелиевыми звездами, и избыток азота, неона и серы по содержанию углерода, кислорода и железа.

Ученые пришли к выводу, что HD 144941 является самым экзотическим представителем класса богатых гелием звезд, а не экстремальных гелиевых звезд. Такие звезды являются светилами спектрального класса B, находящимися на главной последовательности, у которых в атмосферах наблюдается нехватка водорода и металлов из-за действия звездных ветров.

Вам будет интересно Почему галактики умирают: найдена разгадка

Почему это важно

Звезда уникальна с точки зрения содержания гелия, поскольку почти весь водород в ее атмосфере замещен гелием. Поэтому для ученых это потенциально интересный и важный объект будущих исследований, в частности спектрополяриметрических наблюдений с высоким разрешением для исследования магнитосферы и распределения химических элементов в фотосфере звезды.