Проблески звездной жизни

Орбитальный рентгеновский телескоп XMM-Newton Европейского Космического Агентства запечатлел второе рождение планетарной туманности А78.

За красивым изображением туманности в форме глаза кроется непростая история жизни, смерти и недолгого возрождения одной звезды. Туманность, которую называют планетарной из-за сферической формы, образуется на поздней стадии эволюции звезд. Типичная звезда, вроде нашего Солнца, светит на протяжении миллиардов лет за счет термоядерной реакции превращения водорода в гелий. Когда у звезды заканчивается топливо, ее ядро начинает сжиматься и нагреваться, в то время как внешние слои сильно увеличиваются в размерах – звезда превращается в красного гиганта.

Возросшая в разы температура ядра запускает новые термоядерные реакции, в которых топливом уже служит не водород, а гелий – он превращается в более тяжелые элементы типа углерода или кислорода. Эта реакция очень нестабильная, в результате чего звезда может скинуть с себя внешнюю оболочку, отправив ее в окружающий космос со скоростью несколько десятков километров в секунду. Потоки вещества постепенно удаляются от центра, а энергия, которую еще излучает оставшаяся звезда, подсвечивает это облако. Однако это очень недолгий, по космическим меркам, период жизни – потеряв часть своей массы, звезда уже не может поддерживать высокую температуру, термоядерные реакции быстро угасают, и она превращается в белого карлика.

Обычно на этом моменте в жизни планетарной туманности можно поставить точку. Но, хоть и очень редко, случается исключения – угасшая звезда может зажечься снова. Большая плотность сжавшегося ядра может вновь запустить «горение» гелия. Возобновившаяся термоядерная реакция порождает сильный звездный ветер, который с огромной скоростью сдувает еще больше вещества со звезды. Этот новый быстрый поток встречается с остатками вещества от старого потока, образуя замысловатые сложные структуры, которые можно видеть на фотографии.Там, где встречаются новый и старый звездный ветер, температура газа может достигать миллиона градусов, в результате чего он начинает излучать в рентгеновском диапазоне. Вот эти потоки раскаленного газа от ожившей звезды как раз и запечатлел рентгеновский телескоп XMM-Newton. 

К слову о дальнейшей судьбе планетарной туманности. Новая вспышка совсем ненадолго вернула к жизни эту звезду. Потеряв еще больше своей массы и исчерпав остатки гелия, она начнет постепенно остывать и через несколько миллиардов лет совсем погаснет, превратившись в так называемого «черного карлика». Если бы звезда имела массу немногим более солнечной (предел Чандрасекара), то она бы превратилась в нейтронную звезду, а если бы была еще более тяжелой – то уже в черную дыру.

Ждет ли наше Солнце подобная участь? Весьма вероятно. Однако до этого момента пройдет не один миллиард лет, поскольку Солнце находится сейчас примерно в середине своего жизненного цикла.

По материалам ESA