Жизнь звезд, в отличие от жизни человека, часто заканчивается в относительном мгновении. Прогорев за миллиарды лет, звезда скромных размеров становится красной, раздувается до гигантских размеров и сбрасывает свои внешние слои, и все это в течение тысячелетия или около того. Эти предсмертные муки выбрасывают облака пыли и газа - известные как планетарные туманности - которые рассеивают звездную пыль по пустоте, радуя любителей астрономии замысловатыми формами и (искусственно созданными) психоделическими цветовыми схемами.
Но астрофизики давно знают, что история не может быть такой простой. В то время как звезды представляют собой простые круглые шары из газа, многие из этих бывших звезд имеют сложную, не совсем сферическую форму. В этих случаях что-то, скорее всего, близлежащая звезда, должно было втянуться в момент смерти, вызвав яростное и трудно поддающееся моделированию танго. Теперь, используя чилийскую обсерваторию ALMA, группа астрономов сделала самое четкое изображение одной из таких систем (названной HD101584) в середине танца, дав теоретикам подробный взгляд на это редкое событие.
"Самое интересное в этих наблюдениях - это эволюционная фаза, на которой находится система", - говорит Дэвид Джонс из Института астрофизики Канарских островов, который не принимал участия в исследовании. Здесь две звезды начали взаимодействовать "тысячу лет назад или меньше, что делает HD101584 действительно "только что из печи"".
Впервые HD101584 привлекла к себе внимание в 1980-х годах, когда астрономы заметили, что она слишком ярко светит в инфракрасной части спектра - намек на то, что в системе вращаются пыль и газ. Позднее наблюдения показали, что звезда колеблется, предполагая гравитационное притяжение со стороны близкого компаньона.
Астрономам придется подождать, пока ALMA, массив параболических тарелок, которые можно расположить так, чтобы они действовали как телескоп шириной в несколько миль, сможет получить подробное изображение. Увеличение HD101584, которая находится на расстоянии около 3 000 световых лет в нашей галактике вблизи созвездия Южного Креста, позволило увидеть форму облаков зарождающейся туманности с невиданными ранее подробностями.
Ослепленный видимым светом самих звезд, ALMA изображает газ и пыль системы и фиксирует их скорость, используя свет, падающий между инфракрасными и радиоволнами. С нашей земной точки зрения, зеленый круг представляет собой кольцо выброшенного наружу вещества. Это кольцо лежит ровно в плоскости пары звезд, которые вращаются друг вокруг друга в центре центральной зеленой точки. Мощные струи выбрасывают молекулярный газ как прямо на нас (синий цвет), так и в сторону от нас (красный цвет) со скоростью почти 100 миль в секунду. Хотя с Земли эти укороченные структуры кажутся круглыми, со стороны они выглядят как вытянутые каплевидные формы, отрывающиеся от центральных звезд.
Ханс Олофссон, астроном из шведской космической обсерватории Онсала, работавший над новым исследованием, видит в этих чертах звездную драму. Около 1 000 лет назад у центральной звезды закончилось топливо, и она раздулась в красного гиганта. Наше Солнце сделает то же самое через несколько миллиардов лет, поджарив при этом внутренние планеты (в том числе и нас). Никто не знает, были ли у этой звезды планеты, но у нее была звезда-компаньон, и она выросла настолько, что буквально проглотила ее, вступив в малопонятную фазу эволюции под названием "общая оболочка", когда одна звезда серьезно вторгается в личное пространство другой.
Вращаясь по орбите внутри раскаленной плазмы красного гиганта, компаньон изо всех сил пытался удержаться на плаву и по спирали стремительно приближался к ядру своего партнера. Две звезды столкнулись бы, если бы гигант одновременно не зашипел, выбрасывая материал и уменьшаясь настолько, что компаньон смог выйти из оболочки, прекратив свое фатальное пикирование. Сегодня они мирно вращаются друг вокруг друга на расстоянии, примерно равном расстоянию между Венерой и Солнцем. Взаимодействие закончилось так же быстро, как и началось, и если бы астрономы построили ALMA на пару сотен лет раньше, они могли бы наблюдать его в реальном времени.
Но новые наблюдения, опубликованные в прошлом году в журнале "Астрономия и астрофизика", представляют собой следующее лучшее достижение. Поскольку спираль - которую астрофизики называют "погружением" - происходит намного быстрее, чем неторопливое движение по начальной орбите, ни одна теория не может описать весь процесс от начала до конца. Вместо этого теоретики пытаются описать по одному шагу за раз. В результате общая картина остается грубой и неопределенной, что делает этот реальный снимок бесценным. "В моделировании у нас нет такой полной структуры, как эта", - говорит Наташа Иванова, астрофизик, изучающая эволюцию общей оболочки в Университете Альберты в Канаде.
В новых данных она видит как успехи, которые стоит отметить, так и загадки, над которыми стоит задуматься. В частности, по ее словам, струи соответствуют форме и массе струй, которые такие системы должны выбрасывать примерно во время погружения, и дальнейший анализ может разрешить небольшой спор о том, включаются ли струи до или во время погружения. Она также находит кольцеобразную форму зеленого газа - остатков оболочки красного гиганта - особенной и задается вопросом, все ли подобные системы выбрасывают свои внешние слои в виде плоского экваториального блина, а не сферической оболочки.
Будущие наблюдения и анализ могут дать ответы на некоторые из этих вопросов, но пока исследователи довольны тем, что им повезло сделать такой своевременный снимок. "Я был приятно удивлен, что это было так эффектно", - говорит Олофссон.