Что случилось, что вызвало эту вспышку? Были ли астрономы 19-го века свидетелями сверхновой сверхновой странного типа, звезды, закончившей свою жизнь в результате катастрофического взрыва?«Не совсем так», — говорит Меган Киминки, докторант кафедры астрономии и обсерватории Стюарда Университета Аризоны. «Eta Carinae — это то, что мы называем самозванцем сверхновой. Звезда стала очень яркой, поскольку от нее оторвалось много материала, но она все еще была там».
Действительно, в середине 20 века Eta Carinae снова начала светлеть.Последствия «Великого извержения» середины 1800-х годов, которое теперь легко увидеть в небольшой телескоп, если вы оказались в Южном полушарии, сделали Эту Киля знаменитостью среди объектов во Вселенной, известной своей причудливой красотой. Вздымающееся облако пылающего газа и пыли в форме песочных часов окутывает звезду и ее спутника. Облако, известное как туманность Гомункула, состоит из звездного материала, который был выброшен в космос во время Великого извержения и уносится со скоростью 2 миллиона миль в час.
Тщательно проанализировав изображения Эта Киля, сделанные с помощью космического телескопа НАСА Хаббл, Киминки и ее команда были удивлены, обнаружив, что Великое извержение было лишь последним в серии массивных вспышек, запущенных звездной системой с 13 века. Статья, опубликованная в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, была написана в соавторстве с Натаном Смитом, доцентом факультета астрономии UA, и Меган Рейтер, получившей степень доктора философии. из того же факультета в прошлом году, а сейчас работает докторантом в Мичиганском университете.Скорость расширения газа, который находился далеко за пределами Гомункула, указала на то, что он двигался медленно и, должно быть, был выброшен за столетия до наблюдаемого повышения яркости в XIX веке. Фактически, движение внешнего материала указывает на два отдельных извержения в середине 13-го и середине 16-го веков.
Для ученых, пытающихся собрать воедино то, что заставляет звездные системы, такие как Eta Carinae, тикать, результаты подобны стереотипному дымящемуся ружью в детективном рассказе.«От первых сообщений о вспышке в 19 веке до самых последних данных, полученных с помощью расширенных возможностей современных телескопов, Eta Carinae продолжает сбивать нас с толку», — говорит Смит. «Самая важная нерешенная проблема всегда была основной причиной его извержения, и теперь мы обнаруживаем, что было несколько предыдущих извержений. Это немного похоже на реконструкцию истории извержения вулкана путем открытия древних потоков лавы».Хотя светящиеся газы туманности Гомункул не позволяют астрономам ясно увидеть, что находится внутри, они выяснили, что Эта Киля — это двойная система из двух очень массивных звезд, которые вращаются вокруг друг друга каждые 5,5 лет.
Оба они намного больше нашего Солнца, и, по крайней мере, один из них приближается к концу своей жизни.«Это очень большие звезды, которые кажутся очень летучими, даже если они не излучаются из туманностей», — говорит Киминки. «У них плотное ядро ??и очень пушистые оболочки. Если вы замените наше Солнце на большее из двух, которое имеет около 90-100 солнечных масс, оно вполне может выйти на орбиту Марса».
Поскольку туманность Гомункулус является таким знаковым и визуально ошеломляющим объектом, она была популярной целью астрономических наблюдений. В общей сложности восемь снимков, сделанных в течение двух десятилетий с помощью телескопа Хаббл, оказались сокровищницей для Киминки и ее соавторов.Первоначальной целью программы наблюдений команды было измерение собственных движений звезд и протозвездных джетов — быстрых потоков вещества, выбрасываемых молодыми звездами во время формирования — в туманности Киля, но те же данные также предоставили мощный способ измерения движения. обломков, выброшенных самой Eta Carinae.
«Когда я выравнивал изображения, я заметил, что то, что на нем Eta Carinae, было сложнее выровнять», — говорит Киминки. «В качестве точек выравнивания мы можем использовать только объекты, которые не двигаются, и я подумал:« Вау, многие из этих вещей действительно движутся ». И тогда мы решили присмотреться ».Совместив изображения туманности за несколько эпох, команда смогла отследить движение более 800 капель газа Eta Carinae, выброшенных с течением времени, и определить вероятную дату выброса для каждой из них. Анализ показал, что туманность Гомункула и наблюдаемое в XIX веке повышение яркости говорят лишь частично. Измерение скорости, с которой клочья выброшенного материала расширяются в космос, показало, что они, должно быть, возникли в результате двух отдельных извержений, произошедших примерно за 600 и 300 лет до Великого извержения 19 века.
В дополнение к отдельному происхождению во времени, более старый материал также имел очень иную геометрию, чем у гомункула, где материал выбрасывался из полюсов звезды и выглядел симметричным относительно оси вращения.«Мы обнаружили, что одно из предыдущих извержений было таким же симметричным, но под совершенно другим углом от оси Великого извержения», — объясняет Киминки. «Еще более удивительным было то, что самое старое извержение было очень односторонним, что позволяет предположить, что в нем участвовали две звезды, потому что было бы очень маловероятно, чтобы одна звезда выдувала материал только в одну сторону».Несмотря на недоумение, полученные данные — большой шаг вперед для астрономов, пытающихся понять, что вызывает частые вспышки.«Мы действительно не знаем, что происходит с Eta Carinae», — говорит Киминки. «Но знание того, что Eta Carinae извергалось по крайней мере три раза, говорит нам о том, что все, что вызывает эти извержения, должно быть повторяющимся процессом, потому что маловероятно, чтобы каждое извержение было вызвано другим механизмом».
«Несмотря на то, что мы до сих пор не выяснили основной физический механизм, вызвавший извержение в 19 веке, теперь мы знаем, что это не разовое событие», — говорит Смит. «Это затрудняет понимание, но это также важная часть головоломки о том, как умирают очень массивные звезды. Такие звезды, как Eta Carinae, очевидно, отказываются тихо уходить в ночь».Извержения Эта Киля дают уникальное представление о последних нестабильных фазах жизни очень массивной звезды. Исследователи, изучающие сверхновые, определили подкласс взрывов сверхновых, которые, по-видимому, подвергаются сильным извержениям незадолго до того, как они наконец взорвутся.
Смит отмечает, что Eta Carinae может быть нашим ближайшим примером.По словам Киминки, поскольку свету требуется 7000 лет, чтобы добраться от Eta Carinae до Земли, за это время могло произойти многое. «Эта Киля, возможно, к настоящему времени стала сверхновой, и мы узнаем об этом только через 7000 лет».