Красный сверхгигант DFK 52 и тайна гигантского газопылевого облака

Красный сверхгигант DFK 52 столкнул в космос крупнейшее из известных учёным газопылевых облаков, порождённых такой звездой. Сложная структура облака протяжённостью 1,4 световых года заставила астрономов предположить: в его формировании могли участвовать скрытые спутники звезды, чьё гравитационное влияние придало облаку необычную форму.

На снимках, полученных комплексом радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама, синим цветом выделены участки облака, движущиеся в сторону Земли, а красным — удаляющиеся. Если бы DFK 52 находилась на расстоянии Бетельгейзе (550–700 световых лет), её облако заняло бы на небе треть диска Луны. Однако эта звезда расположена куда дальше — в 18 900 световых годах от нас, внутри скопления Стивенсона 2, где сосредоточено не менее 25 красных сверхгигантов.

Как и другие звёзды такого типа, DFK 52 исчерпала запас водорода в ядре и перешла к термоядерному синтезу гелия. Это привело к расширению внешних слоёв, которые остыли до 3 000–4 000 K, придав звезде характерный красный оттенок. При массе в 10–15 солнечных и светимости в 20 000 раз выше солнечной DFK 52 выглядит рядовой представительницей своего класса — до тех пор, пока речь не заходит о потере массы.

Исследование международной группы под руководством Марка Зиберта из Технического университета Чалмерса (Швеция) показало: за последние 4 000 лет DFK 52 потеряла материал, эквивалентный массе Солнца. Для красного сверхгиганта это рекорд. Анализ скорости движения облака указал на две фазы: сначала мощный «сверхветер» со скоростью 27 км/с выбросил основную массу вещества, затем поток замедлился до 10 км/с — медленнее, чем у Бетельгейзе и Антареса.

Загадка структуры облака

Обычно интенсивность потери массы красными сверхгигантами коррелирует с их светимостью: самые яркие сбрасывают вещество асимметрично и быстро, менее яркие — медленнее и равномерно. DFK 52 нарушает эту закономерность. Её облако, несмотря на умеренную светимость, в 3–4 раза крупнее типичных и обладает сложной структурой с фрагментами кольцеобразных образований.

Учёные предполагают: причиной аномалии может быть наличие у DFK 52 невидимых спутников. В двойных системах гравитация компаньонов способна формировать вытянутые структуры в выброшенном веществе. Например, у некоторых сверхгигантов с компаньонами наблюдаются пылевые кольца в экваториальной плоскости. В случае DFK 52 следов биполярных струй, характерных для двойных систем, пока не найдено. Тем не менее, компьютерные модели показывают: гравитационное влияние даже одного спутника могло бы «раскрутить» облако до наблюдаемых масштабов.

Почему это важно?

DFK 52 — будущая сверхновая. Изучение механизмов потери массы помогает предсказать, как такие звёзды эволюционируют перед взрывом. К примеру, Бетельгейзе, у которой недавно обнаружили спутник, теряет вещество иначе — возможно, из-за различий в массе или орбитальных параметрах системы.

По словам Зиберта, DFK 52 нуждается в долгосрочном мониторинге. Планируются наблюдения на телескопах VLT и James Webb, которые смогут «пробиться» сквозь пыль и найти скрытые звёзды-спутники. Если они существуют, это изменит представления о том, как массивные звёзды готовятся к своему финальному акту — вспышке сверхновой, которая осветит галактику и породит новые звёздные поколения.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.