|
Серу обнаружили вокруг редкого класса звезд
|
|
|
|
Астрономы обнаружили богатое химическими веществами скопление серосодержащих молекул, окружающих редкую массивную звезду HD 87643. Наблюдения включают первое обнаружение монооксида серы и диоксида серы вокруг сверхгиганта типа B[e]. Статья была опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters 1 июля.
|
|
|
|
Сверхгиганты типа B[e], или sgB[e], — это редкие, эволюционировавшие массивные звезды, которые прошли основную фазу сжигания водорода. Они примечательны характерными эмиссионными линиями — отсюда и «[e]» в их названии — включая редкие «запрещенные» линии, создаваемые окружающим газом и пылью, а также инфракрасное свечение, гораздо более интенсивное, чем у обычных звезд типа B.
|
|
|
|
По мере приближения этих звёзд к заключительным этапам их жизни, они сбрасывают огромное количество вещества, создавая сложную и запутанную среду: быстрые ветры, дующие с полюсов, и более медленный, плотный, пылевой поток, опоясывающий экватор подобно диску.
|
|
|
|
В этом исследовании учёные под руководством Кристобаля Бордиу из Астрофизической обсерватории INAF в Катании использовали данные наблюдений Атакамской компактной антенной решетки (ATACAM Compact Array) для проведения первого детального исследования HD 87643 в миллиметровом диапазоне длин волн — особенно экстремального сверхгиганта типа B[e]. До этого исследования в его окружении была обнаружена только одна молекула (оксид углерода).
|
|
|
|
|
|
|
Их анализ выявил излучение от 10 различных молекул: CO, 13CO, OCS, H2CO, SO, 33SO, SO2, HNCO, O13CS и 13CS. Некоторые из них содержат серу, что делает это первым обнаружением химии серы вокруг любой сверхгигантской звезды типа B[e].
|
|
|
|
Химический эталон
|
|
|
|
Сера — относительно распространенный элемент во Вселенной — десятый по распространенности в целом — и один из всего шести элементов, необходимых для жизни, как мы ее знаем. Астрономы уже обнаружили молекулы на основе серы во многих космических средах, от нашей Солнечной системы до планетообразующих дисков и звездных колыбелей. Но именно вокруг горячих, массивных, умирающих звезд химия серы оставалась практически полностью неизученной. До этого исследования сообщалось только об одной молекуле, содержащей серу, вокруг переменной звезды. Это делает новые обнаружения в HD 87643 особенно значимыми, открывая двери для изучения химии серы в этих экстремальных средах.
|
|
|
|
«Эти обнаружения существенно расширяют молекулярный состав HD 87643, ранее ограниченный CO», — пишут исследователи в статье. Это устанавливает «новый химический эталон для сверхгигантов ранних типов: эта работа знаменует собой первое обнаружение серосодержащих соединений вблизи звезды типа sgB[e]».
|
|
|
|
Исследователи также обнаружили загадку в химии этой звезды. Соотношение между двумя изотопами монооксида серы удивительно низкое — около 15 — по сравнению со значениями, обнаруженными в других средах нашей галактики. Это говорит о том, что более редкий, более тяжелый изотоп присутствует вблизи этой звезды гораздо чаще, чем ожидалось где-либо еще в Млечном Пути.
|
|
Загадочная химия
|
|
|
|
Стандартная ядерная физика не могла объяснить этот дисбаланс. Поэтому команда предложила альтернативное объяснение. Интенсивный ультрафиолетовый свет звезды расщепляет молекулы диоксида серы, превращая их в монооксид серы. Но не все изотопы диоксида серы распадаются одинаково. Распространенный, более легкий изотоп достаточно распространен, чтобы защитить себя от ультрафиолетового излучения, поэтому лишь небольшая его часть расщепляется на монооксид серы. Более редкий, более тяжелый изотоп не имеет достаточного количества молекул, чтобы экранировать себя таким же образом, поэтому почти весь он оказывается открытым и разрушается.
|
|
|
|
В результате гораздо большая доля тяжелого изотопа превращается в монооксид серы — хотя изначально его было гораздо меньше. Этот процесс, известный как массонезависимое фракционирование, ранее был задокументирован только в древних образцах горных пород с Земли и в метеоритах. Если это подтвердится, HD 87643 станет экстремальным случаем этого химического явления.
|
|
|
|
Исследователи отмечают, что будущие наблюдения с высоким разрешением с помощью ALMA будут полезны для уточнения полной картины химии серы в этой звезде. Понимание того, как молекулы образуются и выживают в суровых условиях вокруг старых звезд, дает ключ к пониманию роли массивных звезд в распределении химических элементов, необходимых для формирования планет и последующего возникновения жизни.
|
|
|
|
Источник
|
