Каждую секунду во Вселенной умирает звезда. Но эти небесные тела не просто полностью исчезают, звезды всегда что-то оставляют после себя. Некоторые звезды вспыхивают сверхновыми, превращаясь в черную дыру или нейтронную звезду, однако большинство звезд становятся белыми карликами – ядрами звезд, которыми они когда-то были. И все же, несмотря на то, что взгляды исследователей в основном были прикованы к сверхновым, результатам нового исследования показали, что белые карлики вносят куда больший вклад в жизнь в космосе, чем считалось ранее. Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, предполагает, что белые карлики являются основным источником атомов углерода в Млечном Пути – химическом элементе, который, как известно, имеет решающее значение для всей жизни.
Белый карлик.Как оказалось, белые карлики являются основным источником для одного из строительных блоков жизни.
Белые карлики
Когда у таких звезд, как наше Солнце (желтый карлик) заканчивается ядерное топливо, они превращаются в белых карликов. На самом деле 90% всех звезд во Вселенной в конечном итоге оказываются белыми карликами. Белые карлики – это горячие, плотные звездные останки с температурой, достигающей 100 000 Кельвинов. Эти звезды остывают на протяжении миллиардов лет и в конце концов тускнеют, сбрасывая свою «внешнюю оболочку». Однако прямо перед тем, как погибнуть, эти звездные останки переносятся через пространство с помощью ветра, которое исходят из их тел. Этот звездный пепел содержит химические элементы, такие как углерод.
Напомним, что углерод является четвертым по распространенности химическим веществом во Вселенной и ключевым элементом в формировании жизни, поскольку он является основным строительным блоком для большинства клеток. На самом деле весь углерод во Вселенной произошел от звезд, поэтому фраза о том, что все мы – звездная пыль не только поэтична, но и довольно точна. Однако астрономы не могли прийти к единому мнению о том, какой тип звезд отвечает за распространение наибольшего количества углерода в космосе.
Сверхновая.Звезды умерли ради вас, не стоит об этом забывать.
Как пишут авторы нового исследования, в ходе работы они использовали наблюдения за белыми карликами в открытых звездных скоплениях – группах из нескольких тысяч звезд, образованные из одного и того же гигантского молекулярного облака и примерно одинакового возраста, удерживаемые вместе взаимным гравитационным притяжением. Астрономы измерили соотношение начальной и конечной масс звезд, которое представляет собой соотношение между массами этих небесных тел, когда они впервые сформировались, и их массами в виде белых карликов. Как правило, чем больше звезда, тем более массивным будет белый карлик. Однако исследование показало, что массы звезд в виде белых карликов были больше, чем предполагалось, учитывая их первоначальную массу (когда они впервые сформировались).
Массивные звезды
Связь между начальными массами звезд и их конечными массами в виде белых карликов известна как соотношение начальной и конечной масс – это фундаментальная диагностика в астрофизике, которая объединяет информацию из всех жизненных циклов звезд, связывая рождение со смертью. Если говорить простыми словами, то чем массивнее звезда при рождении, тем более массивным остается белый карлик при ее смерти. Однако анализ вновь открытых белых карликов в старых открытых скоплениях дал удивительный результат: массы этих белых карликов были заметно больше, чем ожидалось, что привело к «перегибу» в соотношении начальной и конечной масс для звезд с начальными массами в определенном диапазоне.
Издание Inverse приводит слова ведущего автора исследования Паолы Мариго из университета Падуи, которая интерпретирует этот излом в соотношении начальной и конечной массы как сигнатуру синтеза углерода, произведенного маломассивными звездами в Млечном Пути.
Свет от далеких галактик идет к нам миллиарды лет
В последние фазы своей жизни звезды, вдвое массивнее Солнца, производили новые атомы углерода в своих горячих недрах, переносили их на поверхность и, наконец, распространяли их в межзвездной среде с помощью мягких звездных ветров.
Эти открытия накладывают жесткие ограничения на то, как и когда углерод – элемент, необходимый для жизни на Земле, был произведен звездами нашей галактики, в конечном итоге оказавшись в ловушке сырья, из которого 4,6 миллиардов лет назад сформировались Солнце и его планетная система. Теперь исследователи знают, то углерод произошел от звезд с массой при рождении не менее примерно 1,5 солнечных масс.
Объединив теории космологии и звездной эволюции, исследователи пришли к выводу, что яркие богатые углеродом звезды, находящиеся на пороге гибели, очень похожи на прародителей белых карликов. В настоящее время они вносят свой вклад в огромное количество света, испускаемого очень далекими галактиками. Этот свет, несущий сигнатуру вновь образовавшегося углерода, обычно собирают большие телескопы. Достоверная интерпретация этого света зависит от понимания синтеза углерода в звездах.
