Както всичко останало във Вселената, звездите остаряват. През този късен период от техния звезден живот около 30% от червените великани с ниска маса проявяват любопитна променливост в своята яркост, която остава необяснима и до днес. Ново проучване на тези видове червени гиганти изключва повечето от настоящите обяснения, което налага да се намери нова теория за тяхното поведение.
Червените гиганти са етап в по-късната част от живота на звезда, подобна на Слънце, когато по-голямата част от ядрения синтез в ядрото на звездата е изчерпан. Получената в резултат липса на светлинно налягане, изтласкваща се върху силата на гравитацията, кара звездата да се срине върху себе си. Когато настъпи този срив, той загрява обвивка от водород около сърцевината, достатъчно, за да запали отново синтеза, което води до нараства при ядрен синтез, който кара звездата да стане по-голяма поради повишеното светлинно налягане. Това може да доведе до това звездата да стане 1000 до 10 000 пъти по-сияйна.
Променливостта на светлинния изход на червените гиганти е естествена - те се надуват и се свиват по постоянен модел, което води до по-ярки и по-тъмни светлинни изходи. Има обаче разлика в яркостта от приблизително една трета до половина от тези звезди, което се случва за по-дълги времеви периоди, в тон до пет години.
Наричан дълъг вторичен период (LSP), променящата се яркост на звездата се случва в по-дълги времеви интервали от по-късата пулсация. Именно тази дългосрочна промяна в яркостта остава необяснима.
Ново подробно проучване на 58 променливи червени гиганта в Големия магеланов облак от Питър Ууд и Кристин Николс, и двете от Изследователската школа по астрономия и астрофизика в Австралийския национален университет, показва, че предложените обяснения на тази мистериозна променливост не отговарят на измереното свойства на звездите. Никълс и Ууд използваха спектрографа FLAMES / GIRAFFE на много големия телескоп на ESO и съчетаха информацията с данни от други телескопи като космическия телескоп Spitzer.
Има две водещи обяснения на феномена: наличието на придружаващ обект към червените гиганти, които обикалят в орбита по такъв начин, че да променят яркостта си, или наличието на обиколен прашен облак, който по някакъв начин блокира светлината, идваща от звездата в нашата посока периодично.
Двоичен спътник към звездите би променил орбитата си по такъв начин, че те да се приближат и да се оттеглят от изходната точка на Земята, а ако спътникът премине пред звездата, той също ще помрачи светлината, струяща от червения гигант. В случая на двоичен спътник, спектрите на промяната на яркостта сред всички тези звезди са сравнително сходни, което означава, че за да може това обяснение да работи, всички червени гиганти, показващи вариацията на LSP, трябва да имат спътник с подобен размер , приблизително 0,09 пъти по-голяма от масата на Слънцето. Този сценарий би бил изключително невероятен предвид големия брой звезди, които показват тази промяна в яркостта.
Ефектът от заобикалящия облачен прах може да бъде възможно обяснение. Облак от заобикалящ прах, който затъмнява светлината от звездата веднъж на орбита, би заглушил светлината й достатъчно, за да обясни явлението. Наличието на такъв прашен облак би било разкрито от излишък от светлина, идваща от звездата в средно инфрачервения спектър. Прахът би абсорбирал светлина от звездата и я излъчва отново под формата на светлина в средната инфрачервена област на спектъра.
Наблюденията на звездите на LSP показват средночестотния инфрачервен подпис, който е знаков знак за прах, но връзката между двете не означава, че прахът предизвиква промяна в яркостта. Възможно е прахът да е страничен продукт на изхвърлена маса от самата звезда, чиято основна причина може да бъде свързана с промяната на яркостта.
Каквато и да е причината за трептенето на яркостта при тези червени гиганти, това ги кара да изхвърлят маса в големи буци или под формата на разширяващ се диск. Очевидно ще са необходими допълнителни наблюдения, за да се установи причината за това явление.
Резултатите от наблюденията, направени от Николс и Ууд, са публикувани в The Astrophysical Journal, Две статии, описващи техните открития, са достъпни в Арксив, тук и тук.
Източник: ESO, Arxiv paper
