Samaya bol'shaya zvezda nashei Galaktiki pogruzhena v kokon, napominayushii myach dlya igry v regbi

Korotko:

Eshe s 1841 goda, kogda osobo ne vydelyavshayasya prezhde zvezda yuzhnogo polushariya neba Eta Kilya ispytala moshnuyu vspyshku, astronomy pytalis' ponyat', chto zhe vse-taki proizoshlo na etoi nestabil'noi gigantskoi zvezde. Odnako, kolossal'noe rasstoyanie do nee - okolo 7500 svetovyh let - nadezhno skryvalo ot nablyudatelei lyubye detali ee lika.

Segodnya my znaem, chto Eta Kilya okruzhena tumannost'yu, nazyvaemoi za ee kroshechnyi razmer Gomunkulusom, kotoraya sostoit iz dvuh razduvayushihsya oblakov, vybroshennyh zvezdoi v protivopolozhnyh napravleniyah. Kazhdoe iz nih imeet razmery v sotni raz prevyshayushie razmery Solnechnoi sistemy.

Ris. 1. Zvezda Eta Kilya, okruzhennaya dvuhlopastnoi tumannost'yu Gomunkulus. Snimok sdelan Kosmicheskim teleskopom imeni Habbla.

Teper', blagodarya infrakrasnomu interferometru VINCI, sozdannomu dlya kombinirovannoi raboty teleskopov Evropeiskoi yuzhnoi observatorii na gore Paranal, gruppe uchenyh pod rukovodstvom gollandskogo astronoma Roya van Bekelya udalos' zaglyanut' v samuyu serdcevinu moshnyh potokov zvezdnogo vetra, istorgaemogo zvezdoi. "Forma neprozrachnogo kokona zvezdnogo vetra Ety Kilya okazalas' sil'no vytyanutoi, - utverzhdaet Roi, - a sama zvezda balansiruet na grani stabil'nosti iz-za ochen' bystrogo vrasheniya".

Eta Kilya - samaya yarkaya zvezda iz izvestnyh nam v Mlechnom Puti - deistvitel'no vo vseh otnosheniyah mozhet nazyvat'sya nastoyashim ispolinom. Ona v 100 raz tyazhelee Solnca i svetit kak 5 millionov solnc odnovremenno (rech' idet o polnoi, to est' bolometricheskoi svetimosti - prim. perev.). Seichas Eta Kilya vyshla na zaklyuchitel'nyi etap svoei evolyucii, harakterizuyushiisya proyavleniem sil'noi nestabil'nosti. Vremenami ona perezhivaet gigantskie vspyshki, odna iz kotoryh imela mesto v 1841 godu. Eta vspyshka i porodila tu udivitel'nuyu bipolyarnuyu tumannost' Gomunkulus, kotoraya vidna v detalyah na snimke Kosmicheskogo teleskopa imeni Habbla, sdelannom v 1995 godu. V aprele 1843 goda, nevziraya na ogromnoe rasstoyanie do zvezdy (okolo 7500 svetovyh let), Eta Kilya stala vtoroi po yarkosti zvezdoi na zemnom nebosvode i imela blesk okolo -1^m. Ona ustupala tol'ko Siriusu.

Ris. 2. Central'naya chast' tumannosti NGC3372 (tumannost' v Kile). Snimok sdelan na 4-metrovom teleskope imeni Viktora Blanko v 1976 godu (observatoriya Serro-Tololo, Chili). Na snimke oboznacheny dva skopleniya molodyh zvezd Trumpler 14 i Trumpler 16, pylevoe oblako v forme vos'merki, iz-za kotorogo Vil'yam Gershel' dal central'noi chasti tumannosti sobstvennoe imya - "Zamochnaya skvazhina", a takzhe sama zvezda Eta Kilya, kotoraya v seredine XIX veka siyala gorazdo yarche i, sudya po risunkam Gershelya, bolee effektivno ottenyala "Zamochnuyu skvazhinu".
Na vrezke vy vidite fragment odnogo iz izvestnyh snimkov "Habbla", na kotorom zapechatleno isparyayusheesya gazopylevoe oblako v forme ruki s "ukazuyushim perstom". Znaya, chto perst vsegda vydaet napravlenie na yarkuyu zvezdu - vinovnicu ispareniya, my tem ne menee ne videli etoi zvezdy na habblovskom snimke. Zdes' zhe ee mozhno ukazat' s bol'shoi veroyatnost'yu - eto HD 93162, goryachaya zvezda tipa Vol'fa-Raie klassa WN.

K udivleniyu evropeiskih astronomov nyneshnie razmery zvezdy okazalis' isklyuchitel'no bol'shimi: v Solnechnoi sisteme takoi gigant poglotil by dazhe orbitu Yupitera. Odnako samo po sebe ponyatie razmerov stol' yarkoi zvezdy ves'ma neodnoznachno. Delo v tom, chto ee vneshnie sloi postoyanno sduvayutsya v kosmicheskoe prostranstvo luchevym davleniem: svetimost' zvezdy stol' velika, chto fotony soobshayut chasticam gaza uskorenie, prevoshodyashee gravitacionnoe. Mnogie zvezdy, vklyuchaya Solnce, tozhe teryayut massu blagodarya duyushemu s ih poverhnosti zvezdnomu vetru, no gorazdo skromnee. V sluchae Ety Kilya, tempy poteri massy okazyvayutsya fantasticheskimi - okolo 500 mass Zemli v god! Poetomu ochen' trudno provesti chetkuyu granicu mezhdu vneshnimi sloyami zvezdy i prilegayushimi k nim oblastyami uhodyashego v kosmicheskoe prostranstvo plotnogo zvezdnogo vetra.

Teper', blagodarya infrakrasnomu interferometru VINCI i sisteme adaptivnoi optiki NAOS-CONICA na 8-metrovyh teleskopah Evropeiskoi yuzhnoi observatorii udalos' koe-chto uznat' o strukture nedosyagaemoi ranee oblasti intensivnogo zvezdnogo vetra vokrug Ety Kilya.

Snachala astronomy zaglyanuli v glubiny tumannosti Gomunkulus s pomosh'yu sistemy apadtivnoi optiki na 8-metrovom teleskope 'epun, kotoraya pozvolila im razglyadet' detali razmerom s Solnechnuyu sistemu. Poluchennyi snimok pokazal, chto v samoi central'noi oblasti tumannosti Gomunkulus dominiruet ob'ekt, vidimyi na snimke kak yarkii tochechnyi istochnik, kotoryi okruzhen goryachim oblakom klochkovatoi struktury.

Ris. 3. Demonstraciya vozmozhnostei sistemy adaptivnoi optiki 8-metrovogo teleskopa 'epun: na pravom snimke my vidim neposredstvennoe okruzhenie zvezdy v infrakrasnyh luchah.

Na predele vozmozhnostei

Chtoby poluchit' eshe bolee detal'nuyu kartinu, astronomy obratilis' za pomosh'yu k metodu interferometrii. V etom metode svet ot dvuh ili bolee teleskopov kombiniruetsya takim obrazom, chto itogovoe razreshenie sootvetstvuet odnomu teleskopu s razmerom zerkala, ravnym rasstoyaniyu mezhdu uchastvuyushimi v metode instrumentami.

Dlya izucheniya stol' yarkoi v infrakrasnom diapazone zvezdy, kak Eta Kilya, vovse ne trebovalos' vsei moshi 8-metrovyh gigantov VLT. Poetomu inzhenery Evropeiskoi yuzhnoi observatorii soedinili interferometrom VINCI dva 35-sm siderostata (te samye testovye teleskopy, na kotoryh v marte 2001 goda byl vpervye ispytan interferometr VLT).

Dlya polucheniya razlichnyh konfiguracii, trebuemyh v interferometricheskom metode, ih raspolagali v ukazannyh astronomami tochkah na nablyudatel'noi ploshadke VLT na vershine gory Paranal. Maksimal'noe razdelenie teleskopov sostavilo 62 metra. V techenii neskol'kih nochei eti dva nebol'shih teleskopa soglasovanno napravlyalis' na Etu Kilya, a svetovye luchi ot nih sobiralis' v obshem fokuse sistemy VINCI, nahodyashemsya v interferometricheskoi laboratorii VLT. Blagodarya etim nablyudeniyam udalos' opredelit' uglovye razmery zvezdy v razlichnyh napravleniyah na nebe.

Dovedya prostranstvennoe razreshenie etoi konfiguracii teleskopov do predela, astronomy razglyadeli formu vneshnei poverhnosti Ety Kilya (formu kokona neprozrachnogo zvezdnogo vetra, ili psevdofotosfery, - prim. perev.). Im okazalis' dostupny detali s uglovymi razmerami vsego 5 millisekund. Na takom rasstoyanii eto sootvetstvuet 11 astronomicheskim edinicam, to est' pochti orbite Yupitera.

Neobychnaya forma

Interferometricheskie nablyudeniya prepodnesli astronomam neozhidannyi syurpriz. Okazalos', chto forma kokona neprozrachnogo zvezdnogo vetra vokrug Ety Kilya sil'no vytyanuta: odna os' v poltora raza dlinnee drugoi! Prichem dlinnaya os' kokona okazalas' sonapravlennoi s os'yu, vdol' kotoroi byli vybrosheny oba oblaka bipolyarnoi tumannosti Gomunkulus.

Znachit, nesmotrya na gigantskuyu raznicu v masshtabah, sama zvezda i tumannost' Gomunkulus vokrug nee okazalis' soglasovanno orientirovannymi v prostranstve.

Ris. 4. Tak vyglyadit zvezda Eta Kilya v predstavlenii Roya van Bekelya i ego kolleg. Razberemsya, chto otkuda vytekaet. Oval'nyi kokon zvezdnogo vetra, okazavshiisya neprozrachnym v IK-luchah dlya interferometra VINCI, - imenno ego v press-relize ESO sravnili s "myachom dlya igry v regbi" (na sheme izobrazhen punktirom). Eto prosto uslovnaya granica, na kotoroi opticheskaya tolshina kokona zvezdnogo vetra padaet nizhe edinicy. Orbita Yupitera umeshaetsya v nem celikom. Na original'noi illyustracii v press-relize hudozhnik neskol'ko perestaralsya i sdelal granicu etogo "myacha" rezkoi. Takogo konechno net v real'nosti - plotnost' padaet plavno po mere udaleniya ot zvezdy. Sama Eta Kilya, izobrazhennaya v centre "myacha" v vide splyusnutogo sferoida, byla by vidna v takom vide tol'ko v otsutstvii zvezdnogo vetra. Ee sil'naya splyusnutost' ne yavlyaetsya pryamym nablyudatel'nym faktom, a vyvoditsya astronomami iz soobrazhenii, opisannyh dalee v tekste. Nablyudatel'nym faktom yavlyaetsya lish' to, chto dlinnaya os' "myacha" sovpadaet v os'yu rasshiryayushihsya bipolyarnyh potokov tumannosti Gomunkulus.

Instrumentu VINCI okazalos' po silam opredelit' tu granicu, gde zvezdnyi veter Ety Kilya stanovitsya neprozrachnym, to est' nastol'ko plotnym, chto za nim uzhe nichego ne vidno. Pohozhe, etot veter gorazdo sil'nee v napravlenii dlinnoi osi.

Soglasno gospodstvuyushim v teorii vzglyadam, zvezdy teryayut osnovnuyu chast' massy s ekvatora. Prosto potomu, chto tam otorvat'sya ot vrashayusheisya zvezdy zvezdnomu vetru pomogaet centrobezhnaya sila. Prilagaya etot princip k zvezde Eta Kilya, sledovalo by schitat', chto os' ee vrasheniya perpendikulyarna osi bipolyarnoi tumannosti Gomunkulus. Nahodyas' v zdravom ume, takoe dazhe trudno sebe predstavit', ibo togda os' oboih oblakov Gomunkulusa raspolagalas' by kak by na spicah kolesa, nasazhennogo na os' vrasheniya zvezdy! Opyt podskazyvaet, chto pri takoi geometrii polyusov zvezdy, materiya, vybroshennaya v 1841 godu, raspolozhilas' by vokrug Ety Kilya kol'com ili torom, a ne dvumya spicami.

Roi van Bekel' ne somnevaetsya, chto "vyrisovyvayushayasya obshaya kartina mozhet byt' osmyslena tol'ko v odnoi konfiguracii: kogda kokon zvezdnogo vetra vytyanut imenno vdol' osi vrasheniya zvezdy. Eto polnaya protivopolozhnost' obychnoi situacii, soglasno kotoroi zvezdy i planety blagodarya centrobezhnoi sile splyushivayutsya s polyusov".

Sleduyushaya sverhnovaya?

Stol' ekzoticheskaya forma zvezd tipa Eta Kilya predskazyvalas' nekotorymi teoretikami. Glavnaya ideya prosta: so zvezdoi vse v poryadke, ona deistvitel'no splyusnuta s polyusov, no pri etom upryatana gluboko v kokon plotnogo neprozrachnogo zvezdnogo vetra. Eshe nemnogo fantazii i vy mozhete legko ugadat' ostavshuyusya chast' etogo ob'yasneniya: predstavlyaya sebe splyusnutuyu s polyusov zvezdu, netrudno ponyat', chto ee polyarnye oblasti budut nahodit'sya blizhe k central'nomu termoyadernomu kotlu. Blizhe, znachit tam budet goryachee. Znachit imenno na polyusah svetovoe davlenie budet osobenno intensivno sryvat' vneshnie sloi zvezdy i unosit' ih vovne posredstvom zvezdnogo vetra. Plotnost' zvezdnogo vetra na ekvatore po etoi prichine budet sushestvenno men'she, a znachit, rasshiryayas' ot ekvatora, bolee "hilyi" zvezdnyi veter stanet prozrachnym na men'shem rasstoyanii ot samoi zvezdy, chem moshnyi veter, duyushii s polyusov. Vot i vsya ideya.

V ramkah etoi modeli po forme kokona zvezdnogo vetra mozhno dazhe vychislit' skorost' vrasheniya Ety Kilya. Ona poluchaetsya isklyuchitel'no bol'shoi - poryadka 90% ot maksimal'no dopustimoi (iz-za centrobezhnogo razryva zvezdy).

Posle 1841 goda Eta Kilya perezhila eshe odnu vspyshku okolo 1890 goda. Nikto ne znaet, kogda proizoidet sleduyushaya, odnako uzhe seichas yasno, chto etot nestabil'nyi gigant bol'she ne uspokoitsya.

Segodnya on hudeet takimi tempami, chto ne proidet i 100 tysyach let, kak ot nego nichego ne ostanetsya. Bolee veroyatno, odnako, chto zadolgo do istecheniya etogo sroka Eta Kilya vzorvetsya kak sverhnovaya. Pri etom vpolne mozhet okazat'sya, chto ona budet vidna na nashem nebosvode nevooruzhennym glazom dazhe dnem. Eto mozhet sluchit'sya i ochen' skoro po astronomicheskim merkam - cherez kakih-nibud' 10-20 tysyach let.

perevod:
A.I.D'yachenko, obozrevatel' zhurnala "Zvezdochet"

1). Psevdofotosfera. Takzhe kak i fotosfera, psevdofotosfera zvezdy yavlyaetsya tem sloem, glubzhe kotorogo nash vzglyad uzhe ne pronikaet. Raznica zaklyuchaetsya lish' v tom, chto fotosfera obychnoi zvezdy, naprimer Solnca, yavlyaetsya obolochkoi, kotoraya, govorya prostym yazykom, nikuda ne uletaet. To est' ona gravitacionno svyazana so svetilom. Pristavku psevdo- dobavlyayut v tom sluchae, esli eta vneshnyaya obolochka stremitel'no rasshiryaetsya i obrechena na uhod ot zvezdy - ona ei po sushestvu uzhe ne prinadlezhit. No iz-za svoei vysokoi plotnosti ona vse eshe ne yavlyaetsya prozrachnoi i poetomu formal'no otvechaet opredeleniyu fotosfery. Primerom psevdofotosfery mozhet sluzhit' obolochka novoi zvezdy v pervoe vremya posle vspyshki; v moment, kogda ee opticheskaya tolshina padaet nizhe edinicy, skvoz' rasshiryayushuyusya obolochku nachinaet prosvechivat' zvezda - vinovnica vzryva. S etogo momenta po opredeleniyu ee obolochka perestaet byt' ne tol'ko psevdo-, no i voobshe vsyakoi fotosferoi. (vernut'sya...)

Okazyvaetsya, pryamoe nablyudenie neobychnoi formy kokona zvezdnogo vetra Ety Kilya, vypolnennoe astronomami pod rukovodstvom Roya van Bekelya, - eto uzhe ne pervoe nablyudatel'noe podtverzhdenie gipotezy o tom, chto zvezdnyi veter u bystrovrashayushihsya tyazhelyh sverhgigantov dolzhen byt' moshnee na polyusah, chem na ekvatore. (Iz-za sil'no splyusnutoi formy etih zvezd ih polyarnye oblasti okazyvayutsya sushestvenno blizhe k goryachemu yadru, chem ekvatorial'nye; davlenie izlucheniya okazyvaetsya zdes' vyshe, i zvezdnyi veter, dvizhimyi moshnym luchevym davleniem, dominiruet nad nimi, a ne nad ekvatorom, kak schitalos' ranee na osnovanii prostyh soobrazhenii otnositel'no centrobezhnogo effekta.)

Ranee astronomy pod rukovodstvom Natana Smita uzhe podtverdili etu gipotezu, opirayas' na sleduyushuyu original'nuyu ideyu: tumannost' Gomunkulus - otrazhatel'naya tumannost'. My vidim ee orientaciyu v prostranstve, znaem, kak raspolozhena os' ee lopastei. Pri takih blagopriyatnyh usloviyah mozhno izuchat' spektr zvezdy kak by glyadya na nee s raznyh storon. Dlya etogo pri pomoshi spektrografa STIS na bortu orbital'nogo teleskopa imeni Habbla astronomy poluchili spektr razlichnyh oblastei tumannosti Gomunkulus, kotorye otrazhayut svet sootvetstvenno obrashennyh k nim uchastkov poverhnosti zvezdy. Okazalos', chto spektr izlucheniya zvezdy zavisit ot shiroty. Izuchiv profili poglosheniya, okaimlyayushie vodorodnye linii bal'merovskoi serii (tak nazyvaemye P Cygni profili), astronomy obnaruzhili, chto ne tol'ko plotnost', no i skorost' zvezdnogo vetra u polyusov zvezdy vyshe, chem na ekvatore.

Ris. 5. Poluchiv spektr razlichnyh uchastkov tumannosti Gomunkulus, Natan Smit i ego kollegi izuchali P Cygni profili vodorodnyh linii serii Bal'mera (nazvany tak v chest' zvezdy P Lebedya, u kotoroi oni vpervye nablyudalis').
Takoi profil', izobrazhennnyi na sheme, sostoit iz obychnoi emissionnoi linii (E) i blizko primykayushei k nei s fioletovoi storony absorbcionnoi komponenty (A). Esli on voznikaet v spektre zvezdy, to nablyudaetsya u mnogih linii odnovremenno. Prichina poyavleniya komponenty A - dvizhushiisya v storonu nablyudatelya na vysokih skorostyah gaz (zvezdnyi veter v sluchae Ety Kilya), kotoryi privnosit v spektr smeshennye v fioletovuyu storonu linii poglosheniya teh zhe elementov, kotorye v emissionnoi forme proyavlyayut sebe v fotosfere zvezdy (psevdofotosfere v sluchae Ety Kilya). Po smesheniyu komponenty A v fioletovuyu storonu opredelyaetsya skorost' istekayushih ot zvezdy gazovyh potokov; po ee glubine - ih moshnost'.
Zheltym cvetom na sheme izobrazhena tumannost' Gomunkulus, vidimaya s ekvatora. Komponenty A v profilyah P Cygni okolo osi tumannosti okazalis' sistematicheski bolee glubokimi i sil'nee smeshennymi v fioletovuyu oblast', chem na ee bokah. Eto oznachaet v tochnosti to zhe, chto voochiyu uvidel Roi s pomosh'yu interferometra VINCI.

V celom press-reliz Evropeiskoi yuzhnoi observatorii ponyaten i v kommentariyah pochti ne nuzhdaetsya. Odnako ni v nem, ni v svoei stat'e dlya zhurnala Astronomy & Astrophysics Roi van Bekel' ne upomyanul ob odnoi ochen' vazhnoi detali: predpolagaemoi dvoistvennosti Ety Kilya. Delo v tom, chto teoreticheski vyvodimaya im ochen' vysokaya skorost' vrasheniya zvezdy (~90% ot maksimal'no vozmozhnoi) - eto sledstvie dvuh dopushenii: dopusheniya o tom, chto geometriya zvezdnogo vetra opredelyaetsya isklyuchitel'no samoi zvezdoi, i dopusheniya o nekotoryh detalyah ee stroeniya (naprimer o nalichii nekonvektivnoi obolochki, chto samo po sebe ne ochevidno dlya zvezdy, izluchayushei pochti na eddingtonovskom predele).

Nalichie kompan'ona mozhet stol' radikal'no vliyat' na strukturu zvezdnogo vetra Ety Kilya, chto hotya by upomyanut' ob etoi vozmozhnosti vse-taki stoit. Tem bolee, chto nekotorye nablyudaemye svoistva etoi zvezdy delayut gipotezu dvoistvennosti bolee predpochtitel'noi (etogo mneniya priderzhivayutsya v poslednee vremya mnogie astronomy).

Gollandskii astronom Roi van Bekel' - chelovek dostatochno reshitel'nyi i ne lishennyi chuvstva yumora. To, o chem umalchivaet Roi, vy mozhete uznat', prochitav perevod obzornoi stat'i "Zagadochnaya Eta Kilya" iz fevral'skogo nomera zhurnala Astronomy & Geophysics za 2003 god.

Otmetim takzhe odnu iz strok press-reliza: "Eta Kilya - samaya yarkaya zvezda iz izvestnyh nam v Mlechnom Puti...". Konechno, eta tema sama po sebe zasluzhivaet otdel'noi stat'i. Mozhno ukazat' i drugie izvestnye zvezdy Galaktiki s kolossal'noi svetimost'yu, takie kak Pistolet (iz skopleniya "Pyat' Bliznyashek" okolo samogo centra Mlechnogo Puti), Cyg OB2 #12 (iz bogatoi zvezdnoi associacii Lebed' OB2) ili HD93129A (etot gigant yavlyaetsya sosedom Ety Kilya po tumannosti, zhivushim v skoplenii Trumpler 14). Vse oni yavlyayutsya segodnya kandidatami na rol' svetila s samoi vysokoi v Galaktike svetimost'yu i sluzhat ob'ektami pristal'nogo izucheniya, no tochki nad i do sih por ne rasstavleny.

A.I.D'yachenko, obozrevatel' zhurnala "Zvezdochet"