Гигантская звезда рядом с нашей галактикой при гибели завалит всех железом

Ученые обнаружили самую массивную и яркую звезду. Через несколько миллионов лет она взорвется, произведя на свет запасы железа, в миллионы раз превышающие массу Земли.

Звезда R136a1 расположена в туманности NGC 2070, она же туманность Тарантула. От нее до Земли более 100 тыс. световых лет, и это означает, что сверхмассивное небесное тело находится за пределами нашей галактики: туманность Тарантула принадлежит Малому Магелланову облаку, спутнику Млечного Пути.

Туманность Тарантула. В разных диапазонах излучения и при наблюдении через разные фильтры она принимает различный облик - конкретно этот снимок сделан через так называемый H-альфа фильтр, показывающий свечение водорода.
Источник: CERRO TOLOLO INTER-AMERICAN OBSERVATORY

Яркость звезды, получившей пока просто цифренно-буквенное обозначение вместо имени, компенсировала расстояние: R136a1 в миллионы раз ярче Солнца. Гигантская масса— в 265 раз больше солнечной— приводит к тому, что термоядерные реакции, дающие свет, идут не просто в большем объеме, но и с большей интенсивностью: по словам Поля Кроутера, одного из открывших звезду ученых, запасов горючего светилу хватит всего на 3 млн лет.

По астрономическим меркам это ничтожный срок. Наше Солнце, для сравнения, светит уже около 4 млрд (то есть 4 тыс. млн) лет и не исчерпало и половины своих запасов.

Туманность Тарантула - снимки в видимом свете, последовательно приближение показывает местонахождение звезды-рекордсмена.
Источник: ESO

Живи быстро, взорвись молодым

Когда все топливо (водород, который превращается в гелий путем термоядерной реакции) выгорит, звезда взорвется. На ее месте, скорее всего, останется эффектное облако разлетающегося газа, причем не только того, который будет выброшен при катастрофической гибели светила. Уже сейчас с поверхности R136a1 в космос уходят потоки раскаленной плазмы, уносящие немалую часть массы звезды.

Этот поток, вызванный чрезвычайно интенсивными реакциями в недрах небесного тела, астрономы так и называют— «звездный ветер». Плазма, покинувшая звезду, не оставляет шанса не только на обитаемость планет по соседству, но и на само появление вокруг твердых небесных тел. Пыль, из которой могли бы образоваться планеты или хотя бы астероиды, попросту сдувает за пределы звездной системы.

Еще один фрагмент туманности Тарантула, сфотографированный телескопом Хаббла. В этих облаках пыли и газа рождаются новые звезды.
Источник: NASA

 

«Звезда была значительно тяжелее в прошлом,— приводит слова Кроутера AP,— она, в отличие от людей, с возрастом не набирает вес, а теряет его».

Супергигант

Необходимо пояснить, что размеры у R136a1 далеко не рекордные. Красные гиганты куда больше, но размер и масса в случае звезд далеко не одно и то же! Внушительные размеры светил, способных вместить в себя половину Солнечной системы, обусловлены их малой плотностью, а белые карлики при радиусе в сотни раз меньше солнечного имеют массу, немногим уступающую массе нашей звезды.

R136a1 примечательна именно массой. И не просто примечательна— речь идет не о нескольких процентах разницы с самой тяжелой из ранее известных звезд, речь идет о разнице почти в два раза! Астрономы вообще не ожидали найти звезды, которые будут тяжелее нашего светила больше, чем в 150 раз, поэтому речь идет действительно о выдающемся открытии.

Слева направо - красный карлик, Солнце, голубой карлик и, наконец, R136a1.
Источник: ESO

Галактическая железная фабрика

То, что сверхгигант взорвется,— сомнений никаких не вызывает. Вопрос только в том, как именно— подрыв таких звезд не наблюдал пока что никто, да и математических моделей подобных событий астрофизикам не хватает. Существуют модели, демонстрирующие поведение супермассивных звезд в ранней Вселенной (когда плотность вещества была совершенно иной и когда звезды могли быть и в миллионы раз тяжелее), но вот что будет при взрыве R136a1?

Одна из гипотез на этот счет, упоминаемая в сообщении Европейского космического агентства, гласит, что взрыв окажется настолько мощным, что на его месте не останется ни черной дыры, ни нейтронной звезды. А взрывная волна вынесет наружу внушительный объем железа— общей массой примерно в 10 масс Солнца! Такого количества хватит на несколько миллионов планет размером с Землю, даже если они будут сформированы из чистого металла.

Комбинированный (в ИК, видимом и рентгеновском диапазоне) снимок того, что осталось на месте взрыва сверхновой. Имя SN 1572 не случайно - в 1572 году астроном Тихо Браге заметил на небе новую звезду, яркость которой превышала яркость Венеры.
Источник: NASA

 

Почему именно железо? Термоядерные реакции, реакции слияния ядер, энергетически выгодны лишь тогда, когда образующийся в итоге элемент в таблице Менделеева стоит не дальше железа. Далее становится выгоднее делить ядра, и чем дальше, тем проще это происходит (если свинец сам по себе стабилен, то вот уран уже медленно распадается сам. Ну а ядра недавно синтезированного 117-го элемента и вовсе разваливаются за доли секунды). Реакции в недрах звезд идут лишь до железа, а все более тяжелые элементы образуются уже в экстремальных условиях вспышек сверхновых.

Туманность Тарантул в рентгеновских лучах.
Источник: NASA

 

Вспышка производит какое-то количество тяжелых металлов и выбрасывает накопленное железо. Поэтому понимание природы R136a1 важно не только ученым, изучающим звезды как таковые, но и тем, кто ищет ответы на вопрос о том, что было до появления Солнечной системы. Нельзя исключать того, что медные провода, золотые серьги, вольфрамовые нити ламп накаливания когда-то давно были атомами в другой сверхмассивной звезде, погибшей задолго до появления нашей планеты.