На удалении около 730 световых лет от нас учёные обнаружили экзопланету размерами с Юпитер, но с поражающей воображение плотностью. Замеры и расчёты показали, что инопланетный мир TOI-4603b имеет массу около 13 масс юпитеров, то есть планета состоит из материала, ощутимо более плотного, чем свинец.

Рождение планеты из протопланетного диска по мнению художника. Источник изображения: ESO/L. Calçada

Экзопланета TOI-4603b относится к небольшой, однако важной категории открытий, которое не укладывается в наши знания о Вселенной и её развитии. Именно подобные вещи движут вперёд земную науку. По своим характеристикам TOI-4603b вышла на границы массы и размера между планетой и коричневым карликом, что открывает возможность лучше понять эволюцию этих звёзд.

«Это одна из самых массивных и плотных транзитных планет-гигантов, известных на сегодняшний день, — пишет группа астрономов под руководством Аканши Кханделвал (Akanksha Khandelwal) из Лаборатории физических исследований в Индии, — и ценное дополнение к популяции из менее чем пяти массивных близких планет-гигантов в области перекрытия планет с высокой массой и коричневых карликов с низкой массой, что необходимо для понимания процессов, ответственных за их формирование».

Экзопланета TOI-4603b, как уже ясно, расположена довольно близко к своей звезде и вращается вокруг неё с периодом 7,25 суток. Её плотность в три раза больше плотности Земли и в 9 раз больше плотности Юпитера. Об открытии астрономы подготовили статью для журнала Astronomy & Astrophysics Letters и разместили препринт на сайте arXiv.

Учёным давно понятно, какую предельную массу может иметь планета. Если масса превысит этот показатель, давление и температура в её ядре запустят реакцию ядерного синтеза и планета превратится в звезду. Минимально необходимая для этого масса звезды должна быть около 85 масс Юпитера. С этого момента водород начнёт превращаться в гелий.

Считается, что для планеты верхний предел массы составляет от 10 до 13 юпитеров. От этой границы до запуска ядерного синтеза лежит промежуток образования коричневых карликов — звёзд, в которых ядерный синтез не запускается, но может плавиться тяжёлый изотоп водорода — дейтерий. В принципе, коричневые карлики образуются так же, как звёзды из протозвёздного диска. Но одно из главных замеченных отличий в эволюции коричневых карликов и звёзд в том, что они почти всегда находятся на удалённых орбитах. Существует необъяснимый провал в отсутствии пар из звезд и коричневых карликов на дистанции ближе 5 а.е. (или ближе, чем пять расстояний от Земли до Солнца).

Открытие TOI-4603b в тесной паре со своей звездой и массой близкой к массе, за которой начинается классификация в сторону коричневого карлика — это ценное открытие в малоизученной области, которое может много дать науке об эволюции звёзд и Вселенной.

Экзопланета TOI-4603b была открыта транзитным методом по провалу в блеске звезды — она с заданным периодом проходила по её диску и на это время снижала светимость, что дало данные о радиусе экзопланеты. Наблюдение за «колебаниями» звезды в этой паре — определение её радиальной скорости в процессе движения вокруг общего центра масс — позволили вычислить массу экзопланеты и её плотность.

Расчёты показали, что масса TOI-4603b в 12,89 раз превышает массу Юпитера, а её радиус в 1,042 раза больше радиуса Юпитера. Тем самым средняя плотность экзопланеты составила 14,1 г/см³. Для сравнения, плотность Земли составляет 5,51 г/см³. Плотность Юпитера равна 1,33 г/см³, а плотность свинца — 11,3 г/см³.

Пограничное состояние экзопланеты, её близость и короткий орбитальный период вокруг звезды подталкивают к раскрытию механизмов эволюции и миграции коричневых карликов — в область знаний, где пробелов больше, чем знаний.

Центр Млечного Пути — самая враждебная среда нашей галактики, где любому веществу суждено быть съеденным сверхмассивной чёрной дырой в зоне её досягаемости. В каком-то смысле — это Дикий Запад Млечного Пути, пограничье. Тем удивительнее открытие зарождающейся звезды в зоне активности чёрной дыры. Там не должно быть условий для образования звёзд, но она там родилась и продолжает расти.

Центр нашей галактики в инфракрасном диапазоне. Источник изображения: NASA/SOFIA/JPL-Caltech/ESA/Herschel

Некоторое время назад астрономы обнаружили сгусток межзвёздного газа и пыли в виде кометного хвоста недалеко от чёрной дыры Стрелец А* (Sgr A*), который получил название X3. Каково же было их удивление, когда внутри был выявлен объект, оказавшийся молодой звездой. Звезду X3a внутри облака X3 помогли обнаружить множественные наблюдения в инфракрасном и инфракрасном ближнем диапазоне. Только эти излучения пробивали толстую газопылевую оболочку вокруг молодой звезды.

Анализ излучения показал, что физико-химический состав и строение объекта X3a характерны для молодой звезды. Причём родилась она по астрономическим меркам за мгновение до обнаружения — всего несколько десятков тысяч лет назад. В зоне нахождения звезды-младенца условий для её рождения не было — слишком близко чёрная дыра и слишком велико её влияние на окружающую среду, а рождаться звёзды могут только в холодном межзвёздном газе без интенсивного света в ультрафиолетовом диапазоне.

Учёные предположили, что звезда была рождена в другом месте и постепенно мигрировала туда, где её обнаружили. В принципе, у астрономов есть на примете место, где эта звезда могла родиться, и где могли также родиться другие звёзды, хотя центр галактики — не самый лучший дом для проживания звёздного населения.

Более того, младенческая звезда по мере движения в сторону чёрной дыры подъедала всё на своём пути и разрослась до гигантских размеров, если сравнивать с нашим Солнцем. Её радиус в 10 раз больше радиуса Солнца, а масса больше в 15 раз. Светимость же X3a превышает светимость Солнца в 24 тыс. раз. Впрочем, для звёзд-гигантов динамика роста выглядит обычной для столь юного возраста.

В целом объект X3a будут изучать более пристально, поскольку его существование и расположение так близко к сверхмассивной чёрной дыре бросает вызов нашему пониманию не только звездообразования, но и функционирования чёрных дыр.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) прислал снимок шарового звёздного скопления NGC 2031, заставив учёных задаться очевидным вопросом: почему так много звёзд в нём светятся голубым цветом? Звёзды в шаровых скоплениях могут иметь разные размеры и возраст, но в случае с NGC 2031 эти параметры никак не соотносятся с цветом.

Источник изображения: nasa.gov

NGC 2031 находится за пределами Млечного Пути в Большом Магеллановом Облаке — небольшой галактике-спутнике нашей галактики, которая располагается в Южном полушарии и действительно напоминает облако. Шаровое скопление находится в области высокой плотности галактики. Оно содержит и старые объекты, хотя голубые звёзды обычно светят очень ярко и умирают относительно молодыми.

Учёные предполагают, что такое обилие голубых объектов можно объяснить, например, искажением цветовой картины другими звёздами, которые находятся вне скопления. Есть и другой вариант: старые звёзды могут объединяться и формировать так называемые «голубые отставшие» или «страгглеры». Это могло произойти из-за того, что объекты скопления оказались слишком близко друг к другу за счёт действия гравитационных сил.

Наконец, ещё одной странностью NGC 2031 является присутствие здесь 14 пульсирующих звёзд-цефеид. Но их мерцание помогло учёным оценить расстояние до скопления — оно находится в 150 тыс. световых годах от Земли.

Немецкие астрономы обнаружили «бедное старое сердце» Млечного Пути — звёзды, которые существовали, когда галактика была молодой. Для этого они проанализировали данные европейского космического телескопа Gaia, расположенного в Китае спектроскопа LAMOST и полученного американским телескопом SDSS небесного обзора APOGEE.

Источник изображения: mpia.de

Возраст звезды выдаёт металличность — относительная концентрация элементов тяжелее водорода и гелия, причём «металлами» в данном случае условно называют неметаллические в традиционной химии элементы, в том числе углерод, азот и кислород. Эти элементы формируются в процессе ядерного синтеза, и когда звезда умирает, например, производя сверхновую, эти вещества высвобождаются и оказываются в облаках межзвёздного газа, из которых образуются более богатые металлами другие звезды. Таким образом, металличность старых звёзд ниже, чем новых.

В рамках нового исследования учёные Института Макса Планка искали самые бедные металлами звёзды в Млечном Пути, используя данные Gaia, LAMOST и APOGEE — эти инструменты дают самое полное представление о звёздах нашей галактики и об их составе. Для поиска самых старых звёзд они обучили алгоритм искусственного интеллекта (ИИ) распознавать данные звёзд, наблюдаемых Gaia — и в особенности тех, чья металличность была описана APOGEE. Когда ИИ вышел на необходимую точность, ему поручили основную часть исследования, в результате которого обнаружились звёзды наиболее возрастной группы.

Эту группу назвали «бедным старым сердцем» из-за большого возраста и низкой металличности. Они содержат большие объёмы неона, кислорода и кремния, которые образуются при бомбардировке атомов альфа-частицами или изотопами гелия-4. Предполагается, что они сформировали первоначальное ядро Млечного Пути — прочие же экземпляры предположительно появились после слияния с карликовыми галактиками.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) запечатлел «взрыв космического фейерверка» — шаровое звёздное скопление NGC 6355, которое располагается во внутренних областях нашей галактики Млечный Путь на расстоянии менее 50 тыс. световых лет от Земли, а увидеть его можно в созвездии Змееносца.

Источник изображения: nasa.gov

Шаровые звёздные скопления — стабильно и тесно связанные гравитационными силами группы, включающие в себя от десятков тысяч до миллионов звёзд; они присутствуют в галактиках всех типов. Своей шарообразной формой они обязаны плотному сосредоточению и взаимному гравитационному притяжению звёзд: в центре наблюдается наиболее яркая и плотная часть скопления, а по мере движения к периферии плотность снижается.

Новый снимок «Хаббла» примечателен высокой детализацией ядра: возможности телескопа позволяют ему «разглядеть» отдельные звезды в центре скопления. Аппарат произвёл настоящую революцию в изучении подобных объектов — в наземные телескопы разглядеть отдельные звезды шаровых скоплений невозможно из-за искажений, которые вносит атмосфера. Изображение было составлено из снимков, полученных двумя камерами космического телескопа: Advanced Camera for Surveys и Wide Field Camera 3.

Человечество далеко от межзвёздных полётов, но это не помешало запустить несколько космических аппаратов, первые из которых уже вышли в межзвёздное пространство и когда-нибудь достигнут близких или далёких звёзд. Одним из рабочих вариантов для межзвёздного перелёта сегодня может быть солнечный парус и, как выяснилось, у этой технологии есть очень и очень хороший запас, который может многократно ускорить межзвёздные полёты даже сегодня.

Источник изображения: JJ Harrison/Wikimedia Commons

Группа физиков из Университета Макгилла (McGill University) обосновала модель быстрого набора скорости межзвёздным зондом при минимальном расходе топлива. Расчёты показали, что космический корабль с солнечным парусом может набрать скорость в 0,5 % от скорости света примерно за один месяц. Разгон до 2 % от скорости света может совершиться примерно за полтора года. На такой скорости полёт до ближайших звёзд продлится от 100 до 200 лет. Зонду семейства «Вояджер», например, для этого понадобятся десятки тысяч лет.

Чтобы относительно быстро разогнать корабль до скоростей многократно превышающих возможности современных двигательных установок учёные обратили внимание на так называемый эффект динамического парения в атмосфере Земли. Птицы и планеристы обычно используют этот эффект для быстрого набора скорости.

Манёвр возможен только при существовании двух воздушных масс с разной скоростью. Аппарат или птица входят в поток с большей скоростью против его движения и совершают обратную петлю с возвращением в более медленный поток. С каждым витком скорость будет увеличиваться, пока не наступит предел в виде сопротивления встречного потока.

Подобная разница в скорости движения потоков частиц солнечного ветра наблюдается на границе гелиосферы нашей системы, где частицы солнечного ветра сталкиваются с частицами межзвёздной среды. Как считают учёные, космический аппарат с солнечным парусом может многократно совершить переход между потоками частиц, движущихся с разной скоростью и самому набрать нужную скорость.

Схема набора скорости при пересечении границы двух сред с разной скоростью движения частиц. Источник: Frontiers in Space Technologies

Очевидно, что с обычным солнечным парусом такой манёвр совершить будет очень сложно если вообще возможно. Солнечный парус для межзвёздного полёта — это сотни квадратных метров тончайшего полотна на несколько килограммов полезного груза. Для роли паруса учёные выбрали «магнитогидродинамическое крыло», создаваемое системой магнитов. Иными словами, частицы солнечного ветра будут улавливаться магнитными полями, что интересно само по себе.

Учёные уверены, что их идеи можно реализовать на практике в обозримом будущем. Теория подтверждает их работоспособность. Осталось воплотить в железе.

В рубрике «Изображение недели» на сайте космического телескопа «Хаббл» (NASA/ESA Hubble Space Telescope) представлен великолепный снимок области с обозначением Terzan 4.

Источник изображений: NASA/ESA Hubble Space Telescope

Названное образование — это шаровое звёздное скопление в созвездии Скорпиона. Такие структуры содержат большое количество светил, тесно связанных гравитацией. В отличие от рассеянных звёздных скоплений, которые располагаются в галактическом диске, шаровые находятся в гало.

Terzan 4, как и другие подобные области, обладает симметричной сферической формой. Это прекрасно видно на представленном изображении, причём концентрация звёзд возрастает к центру скопления. На снимке запечатлены светила разного возраста и разного размера.

Наблюдения структур вроде Terzan 4 помогают астрономам в изучении формы, плотности, возраста и особенностей шаровых скоплений вблизи центра Млечного пути.

В процессе съёмки применялись два инструмента на борту обсерватории «Хаббл». Это усовершенствованная обзорная камера Advanced Camera for Surveys (ACS) и камера для наблюдений в широком диапазоне волн Wide Field Camera 3 (WFC3). Ниже можно посмотреть изображение в высоком разрешении — нажмите для увеличения:

На сайте космического телескопа «Хаббл» (Hubble Space Telescope) в рубрике «изображение недели» опубликован великолепный снимок области под названием Terzan 2.

Источник изображений: Hubble Space Telescope

Запечатлённая структура — это шаровое звёздное скопление, расположенное в созвездии Скорпиона. Такие скопления содержат большое количество светил, тесно связанных гравитацией. В отличие от рассеянных звёздных скоплений, которые располагаются в галактическом диске, шаровые находятся в гало.

Объекты вроде Terzan 2 обладают симметричной сферической формой, что прекрасно видно на представленном изображении. Концентрация звёзд возрастает к центру скопления.

Нажмите для увеличения

В целом, шаровые скопления могут насчитывать от десятков тысяч до миллионов звёзд. Нужно отметить, что каждая галактика достаточной массы в окрестностях Млечного Пути связана с группой шаровых скоплений.

В ходе обзора, позволившего получить представленное изображение, применялись два инструмента на борту обсерватории «Хаббл». Это усовершенствованная обзорная камера Advanced Camera for Surveys (ACS) и камера для наблюдений в широком диапазоне волн Wide Field Camera 3.

В рубрике «Изображение недели» на сайте космического телескопа «Хаббл» (NASA/ESA Hubble Space Telescope) представлен великолепный снимок структуры под обозначением Terzan 9.

Источник изображений: NASA/ESA Hubble Space Telescope

Названное образование — это шаровое звёздное скопление, расположенное в созвездии Стрельца по направлению к центру Млечного Пути. В Стрельце находятся точка зимнего солнцестояния, а также центр нашей галактики, удалённый примерно на 30 тыс. световых лет. Считается, что именно здесь располагается самая красивая часть Млечного Пути; кроме того, присутствует множество шаровых скоплений, одно из которых и показано на снимке.

Нужно отметить, что шаровые скопления содержат большое количество звёзд, тесно связанных гравитацией: такие структуры могут насчитывать от десятков тысяч до миллионов светил.

В отличие от рассеянных звёздных скоплений, которые располагаются в галактическом диске, шаровые находятся в гало. Подобные скопления обладают симметричной сферической формой.

Представленное изображение сформировано на основе данных от двух приборов на борту «Хаббла». В процессе съёмки были задействованы усовершенствованная обзорная камера Advanced Camera for Surveys (ACS) и инструмент Wide Field Camera 3. Ниже можно посмотреть изображение в высоком разрешении — нажмите для увеличения.

Группа учёных из США и ЮАР поделилась результатами наблюдений за системой двойной звезды R Водолея, расположенной на расстоянии около 720 световых лет от Земли. Им удалось зафиксировать затмение более яркой звезды в момент периастра — максимального сближения двух компаньонов — и отчётливо увидеть их обмен веществом, что было бы невозможным вне затмения.

Источник изображения: nasa.gov

По версии астрономов, меньшая из пары в системе R Водолея является белым карликом — тусклым остывающим остатком звезды, у которой закончилось «топливо», а вторая представляет собой пульсирующую звезду типа Миры с периодом пульсации в 387 земных дней. Наблюдение за системой через телескоп SOFIA началось в 2018 году, когда система переживала затмение (белый карлик затмевал своего компаньона) и приближалась к периастру — в этой позиции звёзды оказываются на минимальном расстоянии друг от друга.

Сочетание двух этих событий в данной системе наблюдается относительно редко — каждые 43,6 земного года. Ценность этого момента для исследователей состоит в том, что при периастре звёзды начинают обмениваться веществом, но в отсутствие затмения процесс был бы скрыт от глаз наблюдателей свечением большей звезды. Учёным известно, что при обмене веществом звёздная пыль покидает более крупную звезду и аккрецируется (поглощается) белым карликом.

Авторы исследования утверждают, что им удалось раскрыть ранее неизвестную информацию, которая касается не только пары R Водолея, но и миллионов других подобных двойных звёзд, разбросанных по нашей галактике Млечный Путь.

Долгое время считалось, что состав звёзд во всех галактиках во Вселенной по распределению масс такой же, как в нашем Млечном Пути. Иными словами, в любой галактике примерно одинаковое количество лёгких, средних и массивных звёзд. И действительно, наблюдения за звёздами в ближайших к нам галактиках подтверждали это предположение. Новое и более детальное изучение звёзд в далёких галактиках привело к открытию, что мы ошибались.

Источник изображения: Getty

Группа астрономов из Института Нильса Бора при Копенгагенском университете прогнала через специальный алгоритм свыше миллиона наблюдений за звёздами из базы данных COSMOS. Учёные изучили данные по 140 тыс. галактик с удалением от нас до 14 млрд световых лет. Выяснилось, что считавшийся ранее примерно одинаковый и универсальный параметр «Начальная функция масс» — эмпирическая функция, описывающая распределение масс звёзд в элементе объёма с точки зрения их начальной массы (масса, с которой они сформировались) — имеет переменное значение и не может быть применим ко всем галактикам. Проще говоря, в среднем звёздное население в далёких галактиках оказалось совсем не такое, как в нашем уголке Вселенной.

Формально сделать это открытие было просто. Известно, что в зависимости от массы и размера звёзды тяготеют к разным длинам волн испускаемого света: более массивные светятся голубым, поменьше — красным или жёлтым. Исследование показало, что чем дальше галактика находится от нас, тем больше в свете галактик синих тонов и меньше красных и жёлтых. Тем самым можно ожидать, что в далёких-далёких галактиках в среднем больше массивных звёзд, чем средних или небольших. Впрочем, без современных телескопов и наблюдений сотен астрономов этого открытия сделать было нельзя.

«Масса звёзд многое говорит нам, астрономам. Если вы изменяете [при моделировании] массу, вы также изменяете количество сверхновых и чёрных дыр, которые возникают из массивных звёзд. По сути, наш результат означает, что нам придётся пересмотреть многое из того, что мы когда-то предполагали, потому что далёкие галактики выглядят совсем иначе, чем наши собственные», — сказал Альберт Снеппен (Albert Sneppen), аспирант Института Нильса Бора и ведущий автор исследования.

Когда звезда массой примерно как Солнце или больше в конце своей жизни сбрасывает внешнюю оболочку, на её месте остаётся ядро (обычно белый карлик), а звёздное вещество разлетается и образует облако-туманность. Однако на миллиарды звёзд, умирающих как все, нашлась одна, которая решила умереть по-своему.

Художественное представление процесса. Источник изображения: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Астрономы давно обратили внимание на звезду V Гидры в одноимённом созвездии. Предыдущие исследования показывали, что от звезды разлетаются большие порции звёздного вещества. Она как бы выстреливает «файерболами» размерами с планеты, что наблюдалось примерно каждые восемь лет. Новое исследование радиотелескопом ALMA позволило в деталях прояснить картину разлёта звёздного вещества в окрестностях V Гидры, и оно до крайности удивило астрономов.

Учёные из Калифорнийского университета и Лаборатории реактивного движения NASA обнаружили, что богатая углеродом звезда выбросила шесть медленно расширяющихся колец звёздного вещества. Данное обстоятельство можно было бы списать на звезду-компаньона V Гидры (это двойная система с относительно небольшой второй звездой). Однако кольца вещества V Гидры выбрасываются с периодом в несколько сотен лет (шесть колец за 2100 лет), что тяжело связать с известной динамикой поведения двойных звёздных систем.

Звезда V Гидры относится к так называемым AGB-звёздам (асимптотической ветви гигантов). Наше Солнце в своё время также будет эволюционировать по правилам этой ветви. Астрономы считали, что знают всё о путях эволюции подобных звёзд до тех пор, пока в телескопы не попала V Гидры на удалении 1300 световых лет от нас. Попала и удивила, а также заставила подумать о том, что мы только начали изучать тайны Вселенной.

«Мы застали эту умирающую звезду в процессе сброса её атмосферы — в конечном итоге, большей части её массы — что происходит с большинством красных звёзд-гигантов на поздних стадиях, — сказал один из авторов исследования. — Но, к нашему удивлению, мы обнаружили, что в данном случае вещество выбрасывается в виде серии колец».

«Наше исследование отчётливо показывает, что традиционная модель того, как умирают AGB-звезды — через выброс массы топлива медленным, относительно устойчивым, сферическим ветром в течение 100 000 лет или более — в лучшем случае неполна, а в худшем — неверна», — поделился другой автор работы.

Считается что вокруг ближайшей к Солнечной системе звезды Проксимы Центавра обращаются три планеты, но пока нет ясности относительно планет в расположенной неподалёку двойной системе Альфа Центавра. Однако группа учёных из Австралии, Австрии, Бельгии, Венгрии, США и Швейцарии решила провести моделирование планеты, которая может находиться в обитаемой зоне системы.

Источник изображения: LoganArt / pixabay.com

В качестве исходных данных они проанализировали содержание различных элементов на Солнце и Земле, а затем сравнили их с данными спектроскопии с обеих звёзд Альфы Центавра и получили информацию о 22 элементах. На основе этих данных они смогли оценить возможный состав гипотетической каменистой планеты в обитаемой зоне системы.

Если планета действительно существует, то геохимически она похожа на Землю, и в её мантии преобладают кремниевые соединения. Но из-за более высокого содержания углерода и кислорода на ней может быть больше графита и алмазов. Влагоёмкость планеты примерно аналогична земной, а вот геологическая активность существенно ниже, вплоть до полного отсутствия тектоники плит, плюс меньшее по размерам железное ядро.

Как сообщил ресурсу Ars Technica участвующий в исследовательском проекте доцент Австралийского национального университета Чарльз Лайнуивер (Charles H. Lineweaver), созданную модель можно применять к другим гипотетическим планетам. Он уверен, что каменистые планеты намного чаще встречаются в других звёздных системах, чем считается официально — проблема не в их отсутствии, а в том, что возможности современной науки ограничены. Есть вероятность, что в реальности её состав могли изменить падающие на поверхность планеты астероиды. Однако разработанный учёными метод моделирования в перспективе упростит обнаружение новых объектов. Результаты работы учёные опубликовали в американском «Астрофизическом журнале».

Многим людям доводилось видеть в ночном небе кратковременные яркие вспышки, которые принято называть «падающими звёздами». На самом деле в большинстве случаев такой эффект возникает, когда в атмосфере сгорают небольшие камни, прилетающие из космоса. Однако настоящие падающие звёзды существуют во Вселенной, о чём в своей статье рассказал астрофизик Идан Гинсбург (Idan Ginsburg) из Университета штата Джорджия в США.

Источник изображения: NASA / ESA / G. Bacon (STScI), CC BY

В период с 2005 по 2014 года астрофизики реализовали монументальную программу наблюдений. Она включала в себя Слоановский цифровой небесный обзор (масштабное исследование многоспектральных изображений и спектров красного смещения звёзд и галактик с помощью 2,5-метрового широкоугольного телескопа в обсерватории Апачи-Пойнт в Нью-Мексико), а также работу с телескопами Обсерватории им. Уиппла в Аризоне. В результате учёные подтвердили существование нового класса звёзд, которые движутся с невероятной скоростью, достаточной для того, чтобы выйти за пределы гравитационного поля своих родных галактик. В настоящее время науке ещё не всё известно об этих падающих звёздах или так называемых гиперскоростных звёздах, которые проносятся в космическом пространстве на скорости тысяч километров в секунду.

История гиперскоростных звёзд началась в 1988 году, когда Джек Гилберт Хиллс (Jack Gilbert Hills), учёный из Лос-Аламосской национальной лаборатории, задумался над тем, что произойдёт, если бинарная звёздная система (состоит из двух звёзд, которые связаны между собой гравитацией и вращаются вокруг общего центра масс), пролетит рядом с массивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. Расчёты Хиллса показали, что под воздействием массивной чёрной дыры система распадётся и один из объектов будет отброшен в космическое пространство на огромной скорости. Он также предположил, что воздействие чёрной дыры может придать звезде скорость, которой будет достаточно для выхода за пределы своей галактики.

После того, как Хиллс опубликовал свои расчёты сообщество астрономов относилось к гиперскоростным звёздам как к интригующей теории, которая не была подтверждена реальными наблюдениями. Ситуация кардинально изменилась в 2005 году, когда группа исследователей из Обсерватории ММТ в Аризоне наткнулась на нечто неожиданное. Дело в том, что они смогли провести наблюдение за звездой, которая покидала галактику Млечный Путь на скорости около 3,2 млн км/ч. Позднее этот объект получил имя Outcast Star и стал первой гиперскоростной звездой.

Наблюдения помогли астрофизикам узнать больше о гиперскоростных звёздах, но пока у учёных есть ответы не на все вопросы. Например, до сих пор точно неизвестно, что происходит со вторым объектом бинарной системы после того, как одна звезда на огромной скорости выбрасывается в космос. Моделирование показало, что в таких случаях вторая звезда может оставаться в относительной близости от чёрной дыры и вращаться вокруг неё, подобно тому, как Земля вращается вокруг Солнца. Моделирование также показало, что иногда может происходить столкновение звёзд, в результате которого два объекта сливаются в одну массивную звезду.

Отметим также, что учёные провели моделирование прохождения бинарной системы, одним из элементов которой является планета, вблизи массивной чёрной дыры. Оказалось, что в этом случае, воздействие чёрной дыры может привести к тому, что планета будет выброшена за пределы Млечного Пути на скорости примерно равной 5 % от скорости света. В настоящее время ещё не было обнаружено ни одной гиперскоростной планеты, но это не означает, что их не существует во Вселенной. Вполне возможно, что в будущем астрономы смогут наблюдать такие объекты.

С момента открытия первой гиперскоростной звезды астрономам удалось зафиксировать ещё несколько объектов такого типа. Также было установлено, что далеко не все звёзды во Вселенной, перемещающиеся на огромной скорости, можно считать гиперскоростными. Это говорит о том, что обстоятельства, при которых звёзды получают мощное ускорение, могут быть разными. Дальнейшее изучение падающих звёзд поможет учёным ответить на ряд важных вопросов. Например, учёные могут получить ключ к разгадке природы и принципов распределения тёмной материи во Вселенной. Кроме того, гиперскоростные звёзды могут дать ответ на вопрос касательно возможности существования более одной чёрной дыры в центре галактики.

Детальное изучение звёзд за многие десятилетия позволило выстроить картину их жизненного цикла на всех этапах эволюции, включая многообразие возможных типов звёзд. Но Вселенная настолько огромна, что открытия возможны даже там, где их никто не ждёт. Например, астрономы открыли новый тип звёзд, который не вписывается в картину современных моделей их эволюции.

Источник изображения: Nicole Reindl

Группа немецких астрономов под руководством профессора Клауса Вернера (Klaus Werner) из Тюбингенского университета обнаружила новый странный тип звезд, покрытых побочным продуктом горения гелия. Результаты исследования опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, где также вышла статья с возможным объяснением феномена.

Наблюдения показали, что на поверхности звезды находятся продукты термоядерного горения гелия — углерод и кислород, тогда как температура звезды и её размеры указывают на то, что она ещё не дошла до этой стадии на пути своей эволюции. Во всяком случае, с точки зрения современных теорий об эволюции звёзд.

На этом этапе у наблюдаемой звезды на поверхности должен быть гелий и водород, а не «пепел» от выгоревшего гелия в виде ядер углерода и кислорода. Иными словами, в ядре наблюдаемой звезды продолжают идти реакции термоядерного синтеза с участием гелия, но наблюдаемые продукты распада на внешней стороне оболочки звезды противоречат подобному развитию событий.

Поскольку теория не может объяснить обнаруженное явление, учёные предположили, что звезду засыпало «пеплом» от разорванного ею белого карлика — некогда партнёра этой звезды в двойной звёздной системе. Однако для выполнения всех условий сочетание масс, орбит и возрастов звёзд должно было бы быть довольно уникальным и редко встречающимся даже в бескрайней Вселенной. Что это, исключение или правило? Для учёных появился лишний повод пристальнее взглянуть на определённый тип звёзд, чтобы расширить наши знания об их эволюции.