Открытая астрономами преждевременная гибель большого количества звезд бросает вызов общепринятым представлениям об их эволюции.

Изучая звездные шаровые скопления NGC 6752 и М 4, астрономы Австралии и Германии обнаружили, что около половины звезд в них в процессе эволюции пропускают фазу красного гиганта и становятся белыми карликами на миллионы лет раньше положенного срока. Это открытие сделано в ходе исследования химического состава звезд с помощью спектрографа HERMES. Исследователи также установили, что такая преждевременная смерть в первую очередь настигает звезды, богатые натрием и бедные кислородом. Причина пока неизвестна. Современная теория эволюции звезд не описывает этого явления. Статья с результатами исследования принята к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Эволюция звезд на примере Солнца. Числа указывают время в миллиардах лет. (ru.wikipedia.org)

Шаровое скопление М 4 (Фото NOAO/AURA/NSF)

Спектрометр HERMES (Австралийская астрономическая обсерватория)

По современным представлениям эволюция большинства звезд Вселенной протекает по следующему сценарию. Звезда образуется при сжатии силами гравитации межзвездного газа, в результате чего в ее центре давление и температура достигают значений, при которых начинается термоядерная реакция превращения водорода в гелий. В таком состоянии звезда проводит большую часть своей жизни. Когда водород в центре заканчивается, термоядерная реакция некоторое время еще продолжается в тонком слое вокруг ядра. При этом гелиевое ядро сжимается, а внешние слои звезды сильно расширяются, и их температура понижается. Звезда увеличивается в размерах в сотни раз и «краснеет». Такие звезды получили название красные гиганты. 

Со временем гравитационная сила массивного гелиевого ядра сожмет его настолько, что начнется термоядерная реакция превращения гелия в углерод и далее по цепочке в более тяжелые химические элементы. Дальнейшая эволюция звезд сильно зависит от их массы и может в итоге приводить к образованию белых карликов, взрыву сверхновых с образованием нейтронных звезд или черных дыр. Разбор этого вопроса выходит за рамки заметки, здесь важна только обязательность фазы красного гиганта.

Шаровые звездные скопления – спутники нашей Галактики – одни из самых старых объектов во Вселенной, поэтому в них должно наблюдаться достаточно большое количество звезд, доживших до стадии красных гигантов. Их отсутствие противоречит современным представлениям об эволюции звезд. Причины этого явления станут предметом дальнейших исследований. Отметим, что шаровое скопление М 4 – очень удобный объект для исследований, поскольку это одно из самых близких и ярких скоплений.

Авторы работы отмечают, что открытие было бы невозможно без использования нового уникального инструмента, каким является многоэлементный спектрограф высокого разрешения HERMES (High Efficiency and Resolution Multi-Element Spectrograph), способный одновременно определять характеристики 400 звезд. Данная работа была бы невыполнима при изучении звезд поодиночке, ведь астрономам пришлось изучить спектры огромного числа звезд. HERMES начал исследование Млечного пути  в 2013 году на англо-австралийском телескопе в Австралийской астрономической обсерватории.

По материалам университета Монаша (Мельбурн, Австралия)