Звезда «вертушки» Вольфа-Райе 104 преподносит сюрприз (и некоторое облегчение)

Художественное представление знаменитой «звезды-вертушки» Wolf-Rayet 104, ранее прозванной «Звездой смерти». Новое исследование, проведенное в Маунакеа, Гавайи, с использованием трех инструментов обсерватории Кека, показывает, что орбиты двух звезд расположены под углом 30 или 40 градусов от нас, что защищает Землю от потенциального гамма-всплеска (GRB). Автор: WM Keck Observatory/Adam Makarenko

Недавнее исследование показало, что знаменитая «звезда-вертушка» Вольфа-Райе 104 таит в себе еще больше загадок, но еще меньше вероятность того, что она является потенциальной «звездой смерти», как когда-то считалось.

Структура вертушки WR 104 была обнаружена в обсерватории Кека в 1999 году, и замечательные изображения ее вращения в небе поразили астрономов. Одна из двух звезд, которые, как предполагалось, вращались друг вокруг друга — звезда Вольфа-Райе — является массивной, эволюционировавшей звездой, которая производит мощный ветер, сильно обогащенный углеродом. Вторая звезда — менее эволюционировавшая, но еще более массивная OB-звезда — имеет сильный ветер, который все еще в основном состоит из водорода.

Считается, что столкновения таких ветров приводят к образованию углеводородов, которые астрономы часто называют «пылью». После обнаружения WR 104 также попал в заголовки как потенциальный гамма-всплеск (GRB), который может быть направлен прямо на нас. Модели изображений вертушки показали, что он вращался в плоскости неба, как если бы мы смотрели прямо вниз на кого-то, вращающего над головой струйный садовый шланг.

Это могло означать, что полюса вращения двух звезд также могли быть направлены в нашу сторону. Когда одна из звезд заканчивала свою жизнь как сверхновая, взрыв мог быть достаточно энергичным, чтобы создать гамма-всплеск, который бы излучался в полярных направлениях. Поскольку он расположен прямо здесь, в нашей собственной галактике, и, казалось, был направлен прямо на нас, в то время WR 104 получила второе прозвище — «Звезда смерти».

Исследование Хилла, опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, основано на спектроскопии с использованием трех инструментов обсерватории Кека — спектрометра с низким разрешением (LRIS), спектрографа и тепловизора Echellette (ESI) и спектрографа в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRSPEC). С помощью этих спектров он смог измерить скорости двух звезд, рассчитать их орбиту и определить особенности в спектрах, возникающие из-за сталкивающихся ветров. Однако, как оказалось, их ждал очень большой сюрприз.

«Наш взгляд на спираль пыли с Земли выглядит абсолютно плоско (вращающейся в плоскости неба), и казалось вполне обоснованным предположение, что две звезды вращаются по одной и той же орбите», — говорит Хилл. «Когда я начинал этот проект, я думал, что основное внимание будет уделено сталкивающимся ветрам, а плоскостная орбита была данностью. Вместо этого я обнаружил нечто очень неожиданное. Орбита наклонена по крайней мере на 30 или 40 градусов от плоскости неба».

Хотя это и облегчение для тех, кто беспокоится о близком GRB, направленном прямо на нас, это представляет собой настоящий крученый мяч. Как пылевая спираль и орбита могут быть так сильно наклонены друг к другу? Есть ли еще физика, которую нужно учитывать при моделировании формирования пылевого шлейфа?

«Это прекрасный пример того, как часто мы начинаем изучать астрономию, а Вселенная удивляет нас тайнами, которых мы не ожидали», — размышляет Хилл.

«Мы можем ответить на некоторые вопросы, но создать новые. В конце концов, иногда именно так мы узнаем больше о физике и вселенной, в которой живем. В этом случае WR 104 еще не закончил нас удивлять».

Больше информации: GM Hill, Is WR 104 a face-on, colliding-wind binary?, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae2183

Источник: W. M. Keck Observatory