Как сферические звезды образуют асферические туманности?
Астрономы знают, что большие звезды заканчивают свой жизненный цикл взрывами сверхновых, а звезды меньшего размера в конце жизни становятся планетарными туманностями, – цветными, светящимися облаками пыли и газа. Ранее считалось, что эти туманности в основном – сферической формы, однако за последние десятилетия исследователи часто наблюдают, что из них исходят мощные, биполярные джеты газа и пыли. Однако, каким образом сферические звезды могут становиться источником совершенно асферических планетарных туманностей?
На этой неделе в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society была опубликована статья профессора физики и астрономии Университета Рочестера Эрика Блэкмана (Eric Blackman), в которой он и его соавтор Скотт Луччини (Scott Lucchini)приходят к заключению, что только “сильно взаимодействующие” двойные звезды – или звезда и массивная планета – могут стать источником этих мощных джетов.
Когда эти звезды исчерпывают свой запас топлива, они начинают расширяться и становятся звездами, которые относятся к асимптотической ветви красных гигантов (АВГ-звезды). Эта фаза эволюции звезды продолжается максимум 100000 лет. В какой-то момент некоторые из этих АВГ-звезд, которые представляют собой последнюю раздутую стадию в жизни низко-массивных звезд, становятся асферичными «протопланетарными» туманностями.
Для того, чтобы сформировались джеты туманности, сферические АВГ-звезды должны каким-то образом стать не-сферическими. Астрономы считают, что это происходит потому, что АВГ-звезды – это часть двойной системы. Считается, что джеты образуются выбросом вещества, которое было притянуто от одного объекта системы другим и поглощено, начав вращение в так называемом аккреционном диске.
Однако, существует множество различных сценариев того, как появляется этот аккреционный диск. Все они предполагают участие двух звезд или звезды или массивной планеты, однако трудно было исключить какой-либо из них, так как ядро АВГ-звезды, в котором формируется диск, слишком мало, чтобы его можно было напрямую увидеть в телескопы.
Изучая джеты протопланетарных и планетарных туманностей, исследователи смогли найти связь между энергией и движущей силой, которые принимают участие в процессе аккреции, с энергией и движущей силой джетов. Когда масса поглощается одним из дисков, он теряет гравитационную энергию. Затем она переходит в кинетическую энергию и движущую силу исходящих джетов, которые представляют из себя выброс вещества на определенной скорости. Блэкман и Луччини определили минимальную энергию и массу потоков в процессе аккреции, которые необходимы для того, чтобы в результате образовались джеты с теми свойствами, что удалось наблюдать. Затем они сравнили требования с существующими моделями аккреции с определенной массой и мощностью потоков.
Они обнаружили, что лишь два типа аккреционных моделей могут создавать эти протопланетарные туманности; оба предполагают участие наиболее сильно взаимодействующих двойных систем. Первый тип моделей, «переполнение полости Роша», предполагает существование компаньонов на таком близком расстоянии друг от друга, что звездная оболочка АВГ-звезды затягивается в диск вокруг компаньона. В модели второго типа компаньон находится еще ближе и полностью входит в оболочку АВГ-звезды, так, что у двух объектов получается «общая» оболочка. Из общей оболочки, вокруг компаньона из вещества АВГ-звезды могут образоваться диски очень высокого уровня аккреции, или же компаньон будет разорван на части в диске вокруг ядра АВГ-звезды. Оба эти сценария предполагают достаточно энергии и движущей силы для того, чтобы
образовались джеты, которые были замечены в результате наблюдений.
На снимке – протопланетарная туманность “Тухлое яйцо”, которая находится на расстоянии 5000 световых лет от нас в созвездии Кормы.
Источник: www.astronews.ru
