Астрономы, использующие телескопы Европейской Южной Обсерватории (ESO), обнаружили гигантские пятна на поверхности чрезвычайно горячих звезд, скрытых в звездных скоплениях. Мало того, что эти звезды страдают от магнитных пятен, некоторые также испытывают супер вспышки, взрывы энергии в несколько миллионов раз более энергичные, чем аналогичные извержения на Солнце. Результаты, опубликованные сегодня в журнале Nature Astronomy, помогают астрономам лучше понять эти загадочные звезды и открыть двери для разрешения других неуловимых загадок звездной астрономии.
Астрономы, использующие телескопы ESO, обнаружили гигантские пятна на поверхности чрезвычайно горячих звезд, скрытых в звездных скоплениях. Это видео предлагает краткое изложение открытия. Видео: ESO
Команда, возглавляемая Язаном Момани из Астрономической обсерватории INAF в Падуе в Италии, рассмотрела особый тип звезд, известные как звезды крайней горизонтальной ветви, имеющие примерно половину массы Солнца, но в четыре-пять раз жарче. «Эти горячие и маленькие звезды особенные, потому что мы знаем, что они обойдут один из последних этапов жизни типичной звезды и умрут преждевременно», - говорит Момани, который ранее работал штатным астрономом в Паранальской обсерватории ESO в Чили. «В нашей Галактике эти своеобразные горячие объекты обычно связаны с присутствием звезды-компаньона».
Удивительно, однако, что подавляющее большинство этих звезд крайней горизонтальной ветви, когда они наблюдаются в плотно упакованных звездных группах, называемых шаровыми скоплениями, похоже, не имеют компаньонов. Долгосрочный мониторинг команды этими звездами, проведенный с помощью телескопов ESO, также показал, что в этих загадочных объектах есть нечто большее. Рассматривая три различных шаровых скопления, Момани и его коллеги обнаружили, что многие из звезд крайней горизонтальной ветви в них демонстрировали регулярные изменения в своей яркости в течение всего от нескольких дней до нескольких недель.
«После исключения всех других сценариев осталась только одна возможность объяснить их наблюдаемые изменения яркости», - заключает Симона Заггиа, соавтор исследования Астрономической обсерватории INAF в Падуе в Италии и бывший сотрудник ESO: «Эти звезды, должно быть, страдают от пятен! »
Эти пятна невероятно устойчивы, сохраняются в течение десятилетий, в то время как отдельные пятна являются временными, продолжительностью всего от нескольких дней до месяцев. Когда горячие звезды вращаются, пятна на поверхности приходят и уходят, вызывая видимые изменения яркости.
Эта анимация показывает, как может выглядеть одна из этих звезд и ее гигантское беловатое пятно. Пятно яркое, занимает четверть поверхности звезды и вызвано магнитными полями. Когда звезда вращается, пятно на ее поверхности появляется и уходит, вызывая видимые изменения яркости. Обратите внимание, что движение не представляет вращение звезды: оно имитирует движение камеры, наблюдающей за звездой вблизи. Видео: ESO/L. Calçada, INAF-Padua/S. Zaggia
Помимо изменений в яркости из-за пятен, команда также обнаружила пару звезд крайней горизонтальной ветви, которые показали супер вспышки - внезапные взрывы энергии и еще один указатель на присутствие магнитного поля. «Они похожи на вспышки, которые мы видим на нашем Солнце, но в десять миллионов раз энергичнее», - говорит соавтор исследования Анри Боффин, астроном из штаб-квартиры ESO в Германии. «Такое поведение, конечно, не ожидалось и подчеркивает важность магнитных полей для объяснения свойств этих звезд».
После шести десятилетий попыток понять звезды крайней горизонтальной ветви у астрономов появилась их более полная картина. Более того, это открытие может помочь объяснить происхождение сильных магнитных полей у многих белых карликов, объектов, которые представляют собой заключительную стадию в жизни звезд, похожих на Солнце, и имеют сходство со звездами крайней горизонтальной ветви. «Хотя общая картина, - говорит член команды Дэвид Джонс, бывший научный сотрудник ESO в Институте астрофизики в Канарии, Испания, - заключается в том, что изменения в яркости всех горячих звезд может быть связано. Таким образом, эти объекты можно понимать как коллективно страдающие от магнитных пятен на их поверхностях».
Чтобы достичь этого результата, астрономы использовали несколько инструментов на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO, включая VIMOS, FLAMES и FORS2, а также OmegaCAM, прикрепленный к съемочному телескопу VLT в Паранальной обсерватории. Они также использовали ULTRACAM на телескопе новых технологий в обсерватории ESO La Silla, также в Чили. Прорыв произошел, когда команда наблюдала за звездами в ультрафиолетовой части спектра, что позволило им обнаружить более горячие, экстремальные звезды, ярко выделяющиеся среди более холодных звезд в шаровых скоплениях.