Астрофизики нашли самую быстровращающуюся звезду Млечного Пути - фото

09 апреля 2020 | 06:00

Астрофизик Гуан-Вей Ли из Китая открыл самую быстровращающуюся звезду Млечного Пути -LAMOST J040643.69+542347.8.

О результатах наблюдений, которые позволили сделать это заключение, Ли сообщил в препринте на arXiv.org.

Звезды вращаются вокруг своей оси с момента рождения — по мере коллапса облака газа в протозвезду момент импульса сохраняется, что приводит к быстрому вращению. Постепенно это вращение замедляется в результате взаимодействия магнитного поля звезды со звездным ветром, уносящим прочь массу. Например, точка на экваторе Солнца движется со скоростью чуть больше двух километров в секунду.

Однако есть и звезды, которые вращаются экстремально быстро — самые быстрые известные к настоящему времени VFTS 285 и VFTS 102 в Большом Магеллановом облаке вращаются со скоростью около 610 километров в секунду.

В нашей Галактике до последнего времени рекорд скорости вращения принадлежал HD 191423 — 435 километров в секунду. Реальная скорость вращения этих звезд может быть еще больше — ведь мы можем измерить только скорость в проекции на луч зрения.

Одиночную звезду заставить быстро вращаться непросто — обычно быстровращающиеся звезды находятся в двойных системах и обязаны высокой скоростью своим компаньонам, с которыми активно обмениваются веществом. Они могут быть источником такого интересного явления, как длинные гамма-всплески.

Кроме того, быстрое вращение кардинально влияет на циркуляцию вещества внутри звезды. Оно перемешивается — водород переносится в ядро, а продукты углерод-азот-кислородного цикла — на поверхность, что увеличивает продолжительность жизни звезды и ее светимость.

LAMOST J040643.69+542347.8 находится во внешнем рукаве Млечного Пути на расстоянии около 30 тысяч световых лет от Солнца. Ее верхние слои вращаются с рекордно большой скоростью — около 540 километров в секунду, что на 100 километров в секунду быстрее, чем у HD 191423.

ESA / Hubble / nplus1.ru

Ли называет открытие самой быстровращающейся звезды в Галактике счастливой случайностью — оно было сделано в процессе поиска при помощи спектроскопического телескопа LAMOST звезд класса О — это горячие голубые звезды — с эмиссионными линиями водорода.

Спектральный класс LAMOST J040643.69+542347.8 был определен как О6.5. Необычно широкие линии в спектре указали на быстрое вращение звезды: дело в том, что от приближающегося к нам края звезды все линии спектра смещаются в голубую часть спектра, от удаляющегося — в красную, и в результате сложения спектральные линии становятся тем шире, чем быстрее вращается звезда.

Линии спектра звезды, которая вращается, шире (Rice University)

Для надежного измерения скорости вращения автор использовал линию поглощения ионизированного гелия He II λ4542 — она формируется глубоко внутри фотосферы и звездный ветер на нее уже не влияет. Оказалось, что скорость вращения верхних слоев звезды в проекции на луч зрения примерно равна 540 километрам в секунду, что на 100 километров в секунду быстрее, чем у обнаруженной в 2001 году HD 191423. 

Некоторые спектральные линии одновременно демонстрировали излучение и поглощение: на фоне широкой эмиссионной линии наблюдался узкий провал поглощения. Это объясняется тем, что излучение и поглощение квантов света в окрестностях одной и той же линии относятся к разным частям звезды. Широкая линия излучения идет от экваториальной области с быстрым вращением, а узкая линия поглощения — от полярных областей, где гравитация из-за близости к центру сильнее, плотность выше, а вращение медленнее, чем на экваторе.

Также оказалось, что LAMOST J040643.69+542347.8 еще и аномально быстро движется относительно межзвездной среды. Такие звезды называют убегающими — и кстати, предыдущий рекордсмен по скорости вращения HD 191423 тоже относится к этому типу. Более того, самые быстровращающиеся звезды, известные на сегодня — VFTS 285 и VFTS 102 в Большом Магеллановом облаке — также убегающие.

Напомним, астрономы нашли новую тесную двойную систему гелиевых белых карликов, орбитальный период которой составляет чуть более 20 минут. Свойства этой системы делают ее одной из лучших в списке «проверочных» источников гравитационных волн для будущего космического лазерного интерферометра LISA.