Магнитное поле лишило звезду статуса экстремально гелиевого сверхгиганта
Астрономы исследовали открытую 50 лет назад звезду HD 144941, которая заместила весь водород в своей атмосфере гелием, и лишили его статуса экстремально гелиевого сверхгиганта.
Ее мощное магнитное поле, а также отсутствие следов продуктов ядерных реакций указывают, что звезда является молодым богатым гелий светилом, а не маломассивным звездным остатком в конце эволюции или результатом слияния гелиевых карликов. Анализ данных спектрографа Очень большого телескопа о HD 144941 учёные опубликовали в Astronomy Astrophysics. Гелиевые особенности спектра HD 144941 впервые заметили еще в 1970 году. С тех пор звезду отнесли к так называемым экстремально гелиевым звездам — экстремального подкласса светил с малой массой, сравнительно большим радиусом и высоким дефицитом водорода в атмосфере. Впрочем, уже первый спектральный анализ, по сравнению с моделями формирования звездных атмосфер, не увидел в зрении следов продуктов никаких ядерных реакций, которые указали бы на ее принадлежность к спектральному классу В — бедных водород карликовых звезд.
Однако, водорода в ней не более 5%, что отличает HD 144941 от любых других богатых гелием звезд — например, массивных звезд с высоким содержанием гелия. В них его обычно от 30 до 50%. Так основным механизмом объяснений характеристик звезды стало то, что ее, вероятно, образовали два гелиевых белых карлика, слившиеся вместе. Впрочем, через некоторое время космический телескоп «Кеплер» заметил на поверхности HD 144941 пятна, которые обычно свидетельствуют о магнитном поле звезд более раннего возраста. Именно поэтому группа исследователей из Австрии и Ирландии взялась за спектрополяриметрические характеристики звезды, которые указали на ее магнитные свойства.
Астрономы обработали спектрополяриметрические наблюдения спектрографа Очень большого телескопа, FORS 2. Это данные о спектре излучения звезды вместе с направлением поляризации света, которые скажут о ее химическом составе, однородности поверхности, а также величине и особенности магнитного поля. В частности последнее связывают с замеченной «Кеплером» изменчивость в видимой поверхностной яркости HD 144941.
Также с помощью Очень большого телескопа удалось оценить и атмосферные параметры HD 144941: микро- и макротурбулентность газов звездной атмосферы, ее эффективную температуру, поверхностную гравитацию и даже приблизительную скорость вращения.
Так, сравнивая параметры HD144941 с другими звездами и моделируя ее эволюцию, выяснилось, что содержание металлов в ней примерно в четыре раза выше, чем оценивали раньше. Хотя это все еще достаточно низкий — примерно на уровне одной десятой солнечного. Однако в отличие от типичных экстремально гелиевых звезд, HD144941, не страдает от недостатка углерода, а альфа-элементы, такие, как неон или сера, являются чрезмерными по сравнению с железом, обычно встречающихся у звёзд с толстым диском или гало. Массу HD144941 оценили в 8,1 солнечной, в температуру — в 22 000 кельвинов. Астрономы считают, что HD 144941 — сверхбыстрая звезда, выброшенная примерно 6,2 миллиона лет назад из спирального рукава Стрельца или в результате динамического вылета ее из кластера, или в результате взрыва сверхновой в двойной системе.
Так ученые пришли к выводу, что вместо того, чтобы быть сравнительно тяжелой и мало массивной звездой, HD144941 является экстремальным членом массивных магнитных звезд богатых гелий, в которых он заменил почти весь атмосферный водород. Также, если нормировать содержание металлов на содержание водорода и сравнивать с содержанием этих элементов в молодых звездах в окрестностях Солнца, то значение приблизятся к солнечным и сделают HD144941 похожей на типичную молодую звезду с Млечного Пути. Ученые считают, что в результате HD144941 обязана своим гелием звездному ветру-он увлекает за собой плазму, но гелий падает обратно в атмосферу и со временем скапливается, снижая абсолютное содержание других химических компонентов.
Звезда потеряла свой статус экстремально гелиевой звезды, однако стала молодой, сильно обогащенной гелием звездой, в которой процесс накопления гелия происходил гораздо эффективнее, чем у звезд подобного типа. По подсчетам, HD144941 подниматься по галактической широте, пока, вероятно, не взорвется сверхновой примерно на 1,1 килопарсека над плоскостью Галактики, возможно, оставив после себя магнетар.
Фото в анонсе: Очень большой телескоп в пустыне Атакама. A. Ghizzi Panizza / ESO
Перевод материала nauka.ua