Звезда Ро Кассиопеи относится к редкому классу желтых гипергигантов. Эти гигантские светила время от времени извергают с поверхности потоки вещества. Ученые исследовали причины этих вспышек.
Исследование вспыхивающих звезд
Недавнее пятилетнее исследование открыло новое понимание свойств желтых гипергигантов — класса тяжелых звезд, известных своими драматическими вспышками. Ученые сосредоточились на Ро Кассиопеи, HR 8752 и HR 5171A и обнаружили, что это светило демонстрирует циклические вспышки каждые 10–40 лет с большими колебаниями температуры поверхности.
Алекс Лобель из Королевской обсерватории Бельгии (ROB) принимал участие в этом международном исследовании, объединившем исторические данные за 138 лет. Результаты, опубликованные в журнале Astronomy and Astrophysics, показывают, что сильные пульсации вызывают эти массивные извержения. Они также предлагают более четкое понимание быстрой эволюции желтых гипергигантов и их потенциального превращения в светящиеся голубые переменные звезды или взрывные сверхновые.
Желтые гипергиганты
Гипергиганты — одни из самых массивных и ярких звезд в нашей Галактике. Они демонстрируют повторяющиеся и драматические вспышки, десятилетиями озадачивающие астрономов. Важными членами являются Rho Кассиопеи, HR 8752 и HR 5171A. Они находятся на завершающей стадии своей быстрой эволюции, предлагая уникальное понимание жизненного цикла очень тяжелых звезд, имеющих температуру поверхности, сравнимую с солнечной, но в полмиллиона раз ярче.
Изучение гипергигантов дает астрономам редкий шанс заглянуть в поздний период жизни массивных звезд. В частности, мы видим стадию перед тем, как они превращаются в сверхновые с коллапсом ядра, или, наоборот, в другой класс горячих гипергигантов, которые называются светящимися голубыми переменными.
Этот переход происходит, когда желтые гипергиганты быстро эволюционируют из-за так называемой желтой эволюционной пустоты в верхней части диаграммы Герцшпрунга — Рассела (зависимости звездной температуры от светимости). Понимание периодических вспышек и пульсаций желтых гипергигантов помогает астрономам усовершенствовать теоретические модели продвинутых стадий звездной эволюции и улучшать понимание циклических явлений звездных извержений.
Ро Кассиопеи
Новое исследование, проведенное за последние пять лет международной группой ученых из Нидерландов (Лейденский университет), Бельгии (ROB) и Великобритании (Даремский университет), также включает ценные данные, полученные от астрономов-любителей со всего мира.
Команда сосредоточилась на Ро Кассиопее, одном из наиболее изученных и доступных для наблюдения невооруженным глазом гипергигантов, проанализировав долгосрочную изменчивость яркости с 1885 по 2023 год. Этот большой набор данных позволил исследовать ее исключительные физические свойства, а также начало и развитие трех больших атмосферных вспышек в 1986, 2000 и 2013 годах.
Эти длительные наблюдения проявляют интересную закономерность: Ро Кассиопеи демонстрирует циклические атмосферные извержения примерно каждые 10–40 лет, каждое из которых сопровождается значительными колебаниями температуры поверхности в диапазоне от примерно 4500°C до 7500°C. Новые находки дают уникальную возможность проследить за массивной звездой на фоне ускоренных эволюционных изменений.
Вспышки гигантских светил
Впервые команда рассчитала точные температурные калибровочные соотношения на основе надежных спектроскопических данных в сочетании с фотометрическими наблюдениями между 1962 и 2020 годами. Эта новая методология позволяет точнее анализировать эти экстремальные звезды, в частности динамическое поведение их огромных атмосфер (желтые гипергиганты имеют диаметр в 400–700 раз больше солнечного).
Исследование показывает, что пульсации Ро Кассиопеи становятся более интенсивными с приближением к вспышке. В частности, периоды пульсаций, наблюдаемые на кривой яркости гипергигантов в V-диапазоне (или в видимом диапазоне), удлиняются, а амплитуды пульсаций возрастают в предшествующие вспышки годы. Это свидетельствует о том, что сильные радиальные пульсации играют решающую роль в запуске повторяющихся вспышек, происходивших шесть раз за последние 138 лет с временными интервалами в 10, 41, 40, 14 и 13 лет.
В исследовании также изучались два других известных желтых гипергиганта — HR 8752 и HR 5171A. Оказалось, что после 1996 HR 8752 эволюционировала в синем направлении, а ее визуальная яркость оставалась почти неизменной между 2017 и 2023 годами. HR 5171A возобновила свою пульсацию в начале 2018 года после периода постепенного понижения блеска.
Новое исследование и наблюдение имеют большое значение, поскольку они дают важное понимание ускоренной эволюции желтых гипергигантов. В общем, оно не только улучшает наше понимание экстремальных звезд, таких как Ро Кассиопеи и ее периодические извержения, но и способствует расширению знаний о желтых гипергигантах, их изменчивости и важности для звездной эволюции.
По материалам phys.org
