О звездах

Гори, гори, циркониевая звезда

LS IV-14 116 глазами художника

Знакомьтесь: LS IV-14 116. Не самое запоминающееся имя, но тем не менее, эта звезда весьма необычна.

Звезда находится на расстоянии около 2000 световых лет от Солнца между созвездиями Козерога и Водолея. Её атмосфера отличается сверкающими облаками циркония. Другие звёзды, вроде нашего Солнца, могут иметь мизерное количество этого элемента, примерно 1 атом из 2 млрд, но LS IV-14 116 им гораздо богаче: один атом из 200 тыс.

Каким образом формируется столь редкий объект? Большинство звёзд, массы которых недостаточно для того, чтобы взорваться как суперновая в конце своего жизненного пути (а таких в Млечном Пути около 97%), раздуются в красных гигантов, исчерпав своё водородное топливо и начав преобразование гелия в углерод и водород. Если красный гигант обладает достаточной массой, то исчерпав запасы гелия, он перейдёт на другие элементы; если нет, то «заглохнет» в своём текущем состоянии. Весь углерод и кислород – побочные продукты выгорания гелия – будут накапливаться в его ядре. На этой стадии звезда сбросит внешние оболочки, а ядро превратится в белого карлика. В редких случаях звезда сбрасывает водородные слои преждевременно — в процессе первой стадии, до того, как в ядре начнёт выгорать гелий, в итоге превращаясь в богатого гелием горячего карлика, предтечу белого.

Именно этим видом звёзд и занялись исследователи, пытаясь понять, почему на их поверхности так мало водорода по сравнению с другими подобными звёздами. Для анализа они применили метод спектроскопии, ожидая увидеть обычный набор элементов, преимущественно гелий, углерод и кислород. Однако чего они никак не ожидали обнаружить, так это огромного количества разновидности циркония, которая может существовать при температурах свыше 20 000 градусов Цельсия. Излишек немаленький: в LS IV-14 116 в 10 000 раз больше циркония, чем на Солнце (а также стронция, германия и иттрия в количествах, в 1000-10 000 раз превышающих «норму»). Это соответствует 4 млрд тонн циркония по земным меркам.

Такой результат позволяет учёным оспаривать мнение, что эти элементы рождаются при формировании слоёв облаков в атмосфере звезды. Да, звёзды имеют атмосферу; по сути, это единственная их часть, которую мы можем наблюдать непосредственно. Согласно имеющимся представлениям, более тяжёлые элементы оседают, а более лёгкие поднимаются, благодаря чему белые карлики, например, имеют преимущественно водородную или гелиевую атмосферу. Под ней, как полагают учёные, существует тонкий слой углерода и кислорода.

Так вот, необычным в LS IV-14 116 является то, что в этих облачных слоях высока концентрация элементов тяжелее кальция. Согласно теоретическим моделям, там могут существовать тончайшие слои из разных металлов. Звезда даже может сжиматься по мере охлаждения, заставляя различные элементы подниматься в верхние слои атмосферы или оседать вглубь, при этом оставляя сверкающий циркониевый слой над всеми остальными.

Однажды, спустя миллионы лет, LS IV-14 116 остынет до такой степени, что превратится в «правильного» белого карлика. Это потрясающе красивые и крайне редкие (возможно потому, что их весьма трудно обнаружить) объекты: известны лишь восемь белых карликов в ста ближайших к нашей звёздных системах. В конце концов, звезда излучит столько энергии, что у неё не останется «сил» нагреваться настолько, чтобы быть видимой, то есть превратится в чёрного карлика. Однако поскольку этот процесс занимает больше времени, чем нынешний возраст Вселенной, то на сегодняшний день не известно ни одного чёрного карлика. Может быть, LS IV-14 116 станет первым из них.

Автор

Редактор сайта Планетология.ру. Email для связи: sz@planetologia.ru
Статьи по теме
О звездах

Новый снимок молодой звезды позволяет понять ее эволюцию

О звездах

Ученые наблюдают за рождением двух звезд-гигантов

О звездах

Тайна изолированности древних звезд раскрыта

О звездах

Излучение от «звезды новорожденной» зафиксировали спутники NASA