Астрономи визначили основне джерело вуглецю в Чумацькому Шляху

Білий карлик Sirius B в порівнянні з Землею.Білий карлик Sirius B в порівнянні з Землею. Незважаючи на те, що їх розміри майже однакові, його маса становить 98 відсотків від маси Сонця. Credit: ESA / NASA.Новий аналіз білих карликів підтверджує їх роль в якості ключового джерела вуглецю, необхідного для відомих форм життя.

Приблизно 90 відсотків усіх світил закінчують своє життя білими карликами, дуже щільними зоряними залишками, які поступово охолоджуються і тьмяніють протягом мільярдів років. Однак в останню мить перед загибеллю вони залишають важливу спадщину, поширюючи свій попіл в навколишній простір завдяки зоряним вітрам, збагаченим хімічними елементами, в тому числі – вуглецем, знову синтезованим в надрах зірки.

Кожен атом вуглецю у Всесвіті був створений зірками в результаті злиття трьох ядер гелію. Але астрофізики досі сперечаються про те, які типи світил є основним джерелом цього елемента в нашій Галактиці: масивні зірки, що в кінці життя спалахують надновими, або маломасивні світила, які втрачають свої оболонки перед смертю і залишають після себе білого карлика. У дослідженні, опублікованому в журналі «Nature Astronomy», в результаті аналізу білих карликів в декількох розсіяний зоряних скупченнях міжнародна група астрономів проливає світло на походження вуглецю в Чумацькому Шляху.

Білий карлик US 708.Білий карлик US 708, що з неймовірною швидкістю проноситься крізь Чумацький Шлях (синя зірка зліва) в уяві художника. Цю надшвидку зірку типу sdO/B виявили у 1982 році. Credit: ESA/Hubble, NASA, S. Geier.«Ми виміряли маси білих карликів і, використовуючи теорію зоряної еволюції, змогли визначити маси їх прабатьків», – пояснив співавтор дослідження Енріко Рамірес-Руїс, професор астрономії та астрофізики з Каліфорнійського університету в Санта-Круз (США).

Пряма залежність між початковою масою зірки і остаточною масою білого карлика – фундаментальна діагностика в астрофізиці, що дозволяє відстежити еволюцію світила від народження до смерті. В цілому, чим масивніше зірка, тим масивніше білий карлик, і ця тенденція підтримується як спостереженнями, так і теоретичними моделями. Але аналіз недавно виявлених білих карликів в старих скупченнях дав дивовижний результат: їх маси були помітно більшими за очікувані, що призвело до «перегину» щодо початкової та кінцевої маси для зірок у певному діапазоні.

«Наше дослідження інтерпретує цей злам як ознаку синтезу вуглецю в Чумацькому Шляху, виробленого зірками з низькою масою», – повідомила провідний автор роботи Паола Маріго з Падуанського університету (Італія).

Зірки в серці Чумацького шляху.Багата палітра з більш ніж півмільйона зірок в серці Чумацького шляху. Credit: NASA, ESA, and Hubble Heritage Team.На останніх етапах свого життя зірки вдвічі масивніші за Сонце виробляють нові атоми вуглецю в гарячих надрах, переносять їх на поверхню і, нарешті, поширюють у міжзоряне середовище за допомогою слабких зоряних вітрів. Модель показує, що втрата зовнішньої «мантії», багатою вуглецем, відбувається досить повільно, щоб центральні ядра цих зірок, майбутні білі карлики, помітно зростали у масі.

Аналізуючи співвідношення мас навколо перегину, дослідники прийшли до висновку, що зірки більше 2-х сонячних мас сприяли галактичному збагаченню вуглецем, у той час як зірки менше 1,5 сонячної маси цього не робили. Іншими словами, 1,5 сонячної маси – мінімальна межа для зірки, здатної поширити збагачений вуглецем пил.

«Таким чином, відкриття накладає жорсткі обмеження на те, як і коли зірки нашої Галактики виробляли вуглець, необхідний для життя на Землі», – повідомили дослідники.

Одним з найбільш цікавих аспектів цього дослідження є те, що воно впливає на оцінку віку відомих білих карликів, які є важливими космічними зондами у вивченні історії формування Чумацького Шляху. Відношення маси від початку до кінця зоряної еволюції також визначає нижню межу маси для вибухів наднових, які спостерігаються на великих відстанях і дійсно важливих для розуміння природи Всесвіту.

 

Переглядів: 80 | | Теги: Чумацький шлях
Всього коментарів: 0
avatar