Огненные шары представляют собой загадку для астрономов, потому что выброшенный материал не мог быть выпущен звездой-хозяином, называемой V Hydrae. Звезда представляет собой раздутый красный гигант, находящийся на расстоянии 1200 световых лет от нас, который, вероятно, потерял как минимум половину своей массы в космической агонии.
Красные гиганты — это умирающие звезды на поздних стадиях жизни, которые истощают ядерное топливо, заставляющее их сиять. Они увеличились в размерах и сбрасывают свои внешние слои в космос.
На данный момент лучшее объяснение предполагает, что плазменные шары были запущены невидимой звездой-компаньоном. Согласно этой теории, спутник должен был бы находиться на эллиптической орбите, которая переносит его близко к надутой атмосфере красного гиганта каждые 8,5 лет.
Когда спутник входит во внешнюю атмосферу раздутой звезды, он поглощает материал. Затем этот материал оседает на диске вокруг спутника и служит стартовой площадкой для капель плазмы, которые движутся со скоростью примерно полмиллиона миль в час.
Эта звездная система может быть архетипом, объясняющим поразительное разнообразие светящихся форм, обнаруженных Хабблом, которые видны вокруг умирающих звезд, называемых планетарными туманностями, говорят исследователи. Планетарная туманность — это расширяющаяся оболочка из светящегося газа, выброшенная звездой в конце ее жизни.«Из предыдущих данных мы знали, что этот объект имеет высокоскоростной отток, но мы впервые видим этот процесс в действии», — сказал Рагвендра Сахаи из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, ведущий автор исследования. «Мы предполагаем, что эти газовые капли, образующиеся на этой поздней стадии жизни звезды, помогают создавать структуры, видимые в планетарных туманностях».
Наблюдения Хаббла за последние два десятилетия показали огромную сложность и разнообразие структуры планетарных туманностей. Телескоп с высоким разрешением запечатлел сгустки вещества в облаках светящегося газа, окружающих умирающие звезды. Астрономы предположили, что эти узлы на самом деле были струями, выброшенными дисками материала вокруг звезд-компаньонов, которые не были видны на изображениях Хаббла.
Большинство звезд в нашей галактике Млечный Путь входят в двойные системы. Но подробности того, как были произведены эти самолеты, оставались загадкой.
«Мы хотим определить процесс, который вызывает эти удивительные превращения из надутого красного гиганта в красивую светящуюся планетарную туманность», — сказал Сахаи. «Эти драматические изменения происходят примерно за 200-1000 лет, что является мгновением ока в космическом времени».Команда Сахаи использовала спектрограф визуализации космического телескопа Хаббла (STIS) для проведения наблюдений за V Hydrae и его окрестностями в течение 11-летнего периода, сначала с 2002 по 2004 год, а затем с 2011 по 2013 год. Спектроскопия декодирует свет от объекта, раскрывая информацию. от его скорости, температуры, местоположения и движения.Данные показали цепочку чудовищных, сверхгорячих пятен, каждая с температурой более 17000 градусов по Фаренгейту (9400 градусов по Цельсию) — почти в два раза горячее, чем поверхность Солнца.
Исследователи составили подробную карту местоположения капель, что позволило им отследить первые скопления чудовищ до 1986 года. «Наблюдения показывают, что капли перемещаются во времени», — сказал Сахаи. «Данные STIS показывают капли, которые были только что выброшены, капли, которые отошли немного дальше, и капли, которые находятся еще дальше». STIS обнаружил гигантские структуры на расстоянии 37 миллиардов миль (60 миллионов километров) от острова Гидра, что более чем в восемь раз дальше, чем пояс Койпера из ледяных обломков на краю нашей солнечной системы от Солнца.
По мере удаления капли расширяются и остывают, и в этом случае их невозможно обнаружить в видимом свете. Но наблюдения, проведенные на более длинных, субмиллиметровых волнах в 2004 году с помощью Submillimeter Array на Гавайях, выявили нечеткие узловатые структуры, которые могут быть каплями, запущенными 400 лет назад, сказали исследователи.
На основе наблюдений Сахай и его коллеги Марк Моррис из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Саманта Скибелли из Государственного университета Нью-Йорка в Стоуни-Брук разработали модель звезды-компаньона с аккреционным диском, чтобы объяснить процесс выброса.«Эта модель дает наиболее правдоподобное объяснение, потому что мы знаем, что двигатели, производящие струи, являются аккреционными дисками», — пояснил Сахаи. «Красные гиганты не имеют аккреционных дисков, но у многих, скорее всего, есть звезды-компаньоны, которые, по-видимому, имеют меньшие массы, потому что они эволюционируют медленнее. Предлагаемая нами модель может помочь объяснить присутствие биполярных планетарных туманностей, наличие узловатой струи. подобные структуры во многих из этих объектов, и даже многополярные планетарные туманности.
Мы думаем, что эта модель имеет очень широкое применение ".Сюрпризом в результате наблюдения STIS стало то, что диск не запускает скопления монстров в одном и том же направлении каждые 8,5 лет. Направление слегка меняется, из стороны в сторону и из стороны в сторону из-за возможного колебания аккреционного диска. «Это открытие было довольно неожиданным, но также и очень приятным, потому что помогло объяснить некоторые другие загадочные вещи, которые наблюдали у этой звезды другие», — сказал Сахаи.Астрономы отметили, что V Hydrae скрывается каждые 17 лет, как будто что-то загораживает ее свет.
Сахай и его коллеги предполагают, что из-за возвратно-поступательного колебания направления струи капли попеременно проходят позади и впереди V Hydrae. Когда капля проходит перед V Hydrae, она закрывает красного гиганта из виду.«Этот двигатель с аккреционным диском очень стабилен, потому что он мог запускать эти структуры в течение сотен лет, не развалившись», — сказал Сахаи. «Во многих из этих систем гравитационное притяжение может привести к тому, что спутник фактически закрутится в ядро ??звезды красного гиганта. В конце концов, однако, орбита спутника V Гидры будет продолжать разрушаться, потому что он теряет энергию в этом фрикционном взаимодействии.
Однако нам неизвестна окончательная судьба этого товарища ".Команда надеется использовать Хаббл для проведения дальнейших наблюдений за системой V Hydrae, в том числе за самой последней каплей, выброшенной в 2011 году. Астрономы также планируют использовать Атакамский большой миллиметровый / субмиллиметровый массив (ALMA) в Чили для изучения капель, запущенных в прошлом. несколько сотен лет, которые сейчас слишком круты, чтобы их можно было обнаружить с помощью Хаббла.Результаты команды опубликованы в выпуске Astrophysical Journal от 20 августа 2016 года.
Космический телескоп Хаббл — это проект международного сотрудничества между НАСА и Европейским космическим агентством. Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет телескопом. Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, проводит научные операции Хаббла.
STScI управляется для НАСА Ассоциацией университетов для исследований в области астрономии в Вашингтоне, округ Колумбия.