Космический зодиак: Новые данные телескопа "Кеплер" встревожили учёных неожиданными подробностями

18 апреля учёные Сиднейского университета опубликовали данные, полученные с помощью телескопа "Кеплер". 40 необычных красных гигантов в Млечном Пути указывали до сегодняшнего момента на ещё не познанную аномалию, связанную с эволюцией звёзд. Лишнее напоминание о том, что "меньше знаешь — крепче спишь".

Орбитальный телескоп "Кеплер" стал для учёных настоящими "воротами в космос". Одноимённую космическую обсерваторию — проект NASA — запустили в 2009 году. Целью миссии стал поиск экзопланет, то есть планет, находящихся вне Солнечной системы. Именно благодаря уникальному телескопу со сверхчувствительным фотометром, который стал сердцем этого проекта, по состоянию на 2015 год было открыто 3500 кандидатов в планеты, из которых свыше 1000 подтверждены различными независимыми научными группами.

Одним из его открытий стала альтернативная Солнечная система с центром в виде звезды Kepler-223, по которой учёные изучают эволюцию нашей планетарной системы. Другим направлением "Кеплера", а точнее — смежной задачей, стало изучение звёзд, вокруг которых образуются системы. В ходе их изучения было открыто немало аномалий. Над многими из них учёные бьются по сей день. В конце апреля 2022 года резонанс получил феномен аномальных красных гигантов, в изучение которого "Кеплер" внёс немалый вклад.

В период с 2010 по 2014 год орбитальным телескопом "Кеплер" в созвездиях Лебедя и Лиры было обнаружено 40 новых звёзд. Занимаясь переписью светил Млечного Пути, учёные зафиксировали не просто звёзды, а те, что находятся в состоянии поздней звёздной эволюции. Это состояние называется "красный гигант" (или "зодиак").

— Нам посчастливилось в море звёзд "похудевших" обнаружить красных гигантов в настоящем океане нормальных звёзд подобного типа. Мы сразу заподозрили, что с ними что-то не так, — поделился астрофизик Сиднейского университета Ли Ягуан.

Впервые о красных гигантах заговорили в начале XX века по принципу "от противного". То есть так стали называть звёзды, отличающиеся от обычных звёзд. К середине столетия стал понятен механизм эволюции звёзд, и оказалось, что светила превращаются в красных гигантов после прохождения этапа "главная последовательность". С наступлением этого этапа главным источником энергии для звезды становятся термоядерные реакции с участием гелия и водорода, входящих в состав звезды. На 75% звезда состоит из водорода, на 23% — из гелия, и ещё 2% приходится на атомы тяжёлых веществ. Кстати, как раз эти 2% и определяют характер звезды, а также её дальнейшую судьбу.

Водород запускает цепочку термоядерного синтеза, вслед за ним в реакцию включается гелий. Тот начинает гореть, увеличивается его плотность, растёт температура и интенсивность излучения, увеличивается внешняя оболочка звезды. Она становится размером с сотню, а то и с тысячу солнц. Затем происходит обратный процесс: звезда, не выдерживая своей массы, начинает схлопываться, выделяя колоссальное количество энергии. Костёр не может гореть вечно, и рано или поздно звезда исчерпает свой запас энергии.

В красных гигантах — "зодиаках" — очень мало водорода, он содержится только во внешней оболочке. Ядро красного гиганта состоит из гелия. И тут начинается самое интересное. Этот этап звёздной эволюции можно назвать обратным отсчётом, началом конца, стартом процесса самоликвидации. Под давлением снова разгорается гелий, он поджигает водород из внешней оболочки. Звезда расширяется, внешние оболочки выбрасываются наружу, температура падает.

При этом звезда краснеет и ярко светится. Размер красного гиганта — от 100 до 800 солнечных радиусов. Его фирменный красный цвет образуется вследствие того, что большая часть спектра приходится на красную и инфракрасную части спектра. Красные гиганты могут переходить в состояние красных субгигантов и красных сверхгигантов, в зависимости от массы. Дальнейшая судьба — либо взрыв сверхновой (и тут учёные с замиранием сердца ждут, как поведёт себя Бетельгейзе), либо случится апокалипсис, либо вспыхнет второе Солнце, либо всё вместе и сразу.

В апреле 2022 года благодаря команде астрофизиков из Сиднея и обнародованным данным "Кеплера" весь мир узнал о 40 нетипичных красных гигантах, притаившихся в Млечном Пути. Хочется спросить: "Куда ещё аномальнее?" Но дело в том, что эти красные гиганты потеряли большую часть своей массы до того, как сформировались. На них воздействовали через посредство гравитации невидимые спутники, другие звёзды, иные космические объекты. Они просто перетягивали на себя часть оболочки красных гигантов, состоящей как из газа, так и из частиц жидкости неизвестного происхождения в разных агрегатных состояниях. И, в отличие от обычных подобных тел, аномальные гиганты слишком тусклые. Но их было много, их способность собираться вместе удивляла учёных: согласно предварительным расчётам, всё шло к огромной супермобилизации — "сбору" планетарных и звёздных систем в одну большую.

Именно в ходе космического каннибализма красные гиганты, выполняющие роль невольных доноров, "худеют" и тускнеют. 40 этих необычных красных гигантов сравнили с 7000 их собратьев, и уже, когда к делу подключилась астросейсмология, стало понятно, что красными гигантами им стать помогли. Если обычный красный гигант становится таким вследствие термоядерного синтеза и проходит все стадии, исполняя свою судьбу, то аномальный, скорее всего, начинает эволюционировать в присутствии другой звезды и мало-помалу отдаёт ей свою массу. Он может даже быть частью двойной системы, но для того, чтобы в этом удостовериться полностью, нужны дополнительные сведения, хотя бы дополнительные наблюдения (съёмка спектров). Тогда можно было бы объяснить, почему, к примеру, красные гиганты такие тусклые. А оттуда уже протянуть логическую цепочку до теневого механизма звёздной эволюции.

Не исключено, что случаев подобного донорства гораздо больше во Вселенной, а многие процессы, включая взрыв новой звезды, обусловлены соседством красного гиганта и белого карлика, который может быть гораздо меньше своего донора, к тому же держаться в тени. Кстати, гравитация на ближайших планетах во время таких процессов меняется от отрицательных значений до положительных. Для обычного человека на поверхности помимо смерти это чревато тем, что тело будет перемещаться от поверхности вверх и обратно. От такого точно закружится голова.

15 апреля 2022-го уже с помощью другого телескопа — MAGIC — зафиксировали взрыв новой звезды в созвездии Змееносца, который стал результатом взаимодействия красного гиганта и белого карлика. Взрыв сопровождался выбросом излучения, в сто миллиардов раз превышающего энергию видимого света. Сложив воедино все имеющиеся данные и добавив к ним новые выкладки, учёные могли бы объяснить природу поведения многих объектов во Вселенной, которые вызывают у них тревогу. Также изучение подобных аномалий будет способствовать формированию более систематизированного и углублённого понимания процессов формирования новых звёзд и планет, использующих подручные стройматериалы в виде красных гигантов, газопылевых туманностей и прочих космических доноров.

Хотелось бы сказать ещё что-нибудь обнадёживающее, но приходит мысль о том, что Вселенная, как гроссмейстер в шахматной игре, опережает астрофизиков на несколько шагов и, возможно, исход партии уже для неё ясен, в то время как человек всё ещё на что-то надеется. Как говорится, эволюция — очень жестокая штука, а насколько — мы пока ещё недостаточно осведомлены.