Вуглецеві зірки в два рази більші за Сонце виявилися основними постачальниками вуглецюОпубліковано


Астрономи з’ясували, що головними «постачальниками» вуглецю в Чумацькому шляху – четвертого за поширеністю у Всесвіті елемента, з’єднання якого складають основу земного життя – були вуглецеві зірки, в півтора-два рази більша за Сонце. До такого висновку вчені дійшли, проаналізувавши пару десятків білих карликів, повідомляється в статті в Nature Astronomy.

Життя на Землі побудоване на величезному різноманітті з’єднань вуглецю, але звідки він береться в нашій галактиці до сих пір не до кінця зрозуміло. Одні дослідження говорять про те, що він утворюється в зоряному вітрі великих тіл, які закінчують своє існування вибухом наднової, в той час як інші спостереження вказують на те, що джерелом вуглецю можуть бути невеликі зірки (в основному вуглецеві, в чиїй атмосфері більше вуглецю, ніж кисню), які втратили свою зовнішню оболонку і перетворилися в білі карлики – гарячі щільні залишки ядер зірок.

Щоб з’ясувати, які вуглецеві зірки були основними розповсюджувачами вуглецю в міжзоряному просторі, Паола Маріго (Paola Marigo) з Університету Падуї разом з колегами проаналізувала 19 білих карликів із зоряних скупчень котрі старші півтора мільярда років. Білі карлики – це один з фінальних етапів існування зірок: після того, як зірка перетворюється на червоного гіганта (з Сонцем це станеться приблизно через п’ять мільярдів років), вона роздувається, скидає зовнішню оболонку, а її внутрішнє ядро, навпаки, стискується, формуючи білий карлик. Вчені провели аналіз співвідношення маси «прабатька» білого карлика і кінцевої маси отриманого об’єкта: він може дати інформацію про те, скільки збагаченого металами газу (в астрономії метали – елементи важче водню і гелію) було викинуто в міжзоряне середовище.

Як правило, чим більше початкова маса зірки, тим більше буде маса білого карлика. Проте, білі карлики виявилися набагато важче, ніж передбачали моделі, що враховують їх початкові розміри. Зокрема, стрибок спостерігався серед об’єктів, маса прабатьків яких перевершувала сонячну в 1,65-2 рази. На думку авторів, ця аномалія може бути слідом повільної еволюції вуглецевих зірок.

У класичних вуглецевих зірках велика кількість однойменного елемента вважається результатом горіння гелію в ході потрійного альфа-процесу всередині зірки. Продукти синтезу переміщаються до поверхні зірки епізодичною конвекцією. Астрономи припускають, що гелієві спалахи, які запускають горіння гелію в потрійному альфа-процесі, в разі «прабатьків» несподівано великих білих карликів спочатку погано досягали глибоких шарів зірки. Як наслідок, вуглець переносився з надр під зовнішню оболонку дуже повільно, і зоряний вітер, причиною виникнення якого вважається тиск випромінювання в спектральних лініях важких елементів, таких як вуглець або азот, також виявився слабким. Це продовжило життя вуглецевим зірок і дало їх ядер більше часу на зростання.

Більш активними «постачальниками» вуглецю в молодому Чумацькому шляху могли бути зірки, які в два рази перевершують за розмірами Сонце (хоча менш великі тіла все одно грали важливу роль). У них вміст вуглецю в оболонці мав бути вищим, а зоряний вітер – сильніше. Також дослідники показали, що зірки з масами менше 1,5 сонячної не вносили вклад у поширення вуглецю в міжзоряному середовищі.

Раніше ми розповідали про те, що астрономи знайшли найближчий до Землі подвійний білий карлик з надзвичайно малою масою. Передбачається, що через кілька десятків мільярдів років його компоненти зіллються, що може привести до спалаху наднової.

Джерело: N+1

наукановини

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *