Žvaigždžių evoliucijos mįslės

Primary tabs

Pagaliau nusprendę įminti į raudonąsias milžines virstančių žvaigždžių paslaptis, mokslininkai susidūrė su kiek netikėta realybe – lauktų atsakymų ne tik kad negavo, bet atsirado dar daugiau paslapčių.

Kalba eina apie paslaptingus Saulės tipo žvaigždžių šviesumo intensyvumo pokyčius, kurie įvyksta trečdalyje visų į raudonąsias milžines virstančių žvaigždžių gyvavimo pabaigoje. Per pastaruosius dešimtmečius astronomai iškėlė dvi logiškiausias teorijas, aiškinančias šią mįslę. Tačiau teorija be įrodymų taip ir lieka teorija, todėl astronomai nusprendė „imti jautį už ragų“ ir į talką pasitelkė ESO agentūrai priklausantį VLT teleskopą. Negalima sakyti, jog stebėjimai buvo beprasmiai, tačiau ir ne tokie, kurie sukeltų atradimo džiaugsmą – teko atmesti abi iškeltas hipotezes ir iš naujo mąstyti naujas teorijas.

„Astronomai pasijautė esantys visiškoje tamsoje, tačiau tai ne tas atvejis, kuomet tamsa džiugina“, - tyrimo rezultatus vaizdingai apibendrina vienas iš mokslininkų Christine Nicholls. „Mes gavome pačius tiksliausius šiai dienai turimus duomenis apie Saulės tipo žvaigždes. Ir jie rodo, jog visos dabartinės jų keistas švytėjimo ypatybes aiškinančios teorijos yra neteisingos“.

Na ir kokia gi ta paslaptis, niekaip nepasiduodanti astrofizikams?

Pagal šiuolaikinį mokslą, žvaigždės, panašios į mūsų gimtąją, gimsta iš pamažu tankėjančio dujų ir dulkių debesio ir gyvuoja milijardus metų, pamažu branduolinių reakcijų metu degindamos viduje susikaupusį vandenilį, kurio didžiuliai kiekiai virsta helio dujomis. Tai „ryškiausias“ ir ilgiausias žvaigždės gyvavimo etapas – šiuo laikotarpiu ji intensyviai šviečia ir šildo artimose orbitose esančias planetas. Tačiau laikui bėgant vidinis žvaigždės „kuras“ baigiasi ir pamažu artėja žvaigždės „senatvė“ – virtimas raudonąja milžine. Beje, mūsų Saulė ne išimtis ir jos likimas bus identiškas.

Raudonoji milžinė – tai vienas iš paskutinių žvaigždė raidos etapų, kai branduolyje visas vandenilis yra virtęs heliu, o energiją teikia vandenilis, degantis išoriniame žvaigždės sluoksnyje aplink helinę šerdį. Pradėjus degti vandeniliui sferiniame sluoksnyje aplink šerdį, žvaigždė ima didėti – pučiasi žvaigždės išoriniai sluoksniai. Taip susiformuoja nuo žvaigždės šerdies nutolęs apvalkalas, nors ir švytintis dar iki 100 000 metų, tačiau jau ne be toks karštas kaip anksčiau. Tuo tarpu žvaigždės branduolys ir toliau pamažu traukiasi.

Visoms raudonosioms milžinėms būdingas švytėjimo netolygumas, pulsuojantis, neva, pagal milžiniškos žvaigždės „alsavimo ritmą“. Tačiau šis reiškinys mokslininkų yra jau išsiaiškintas ir papildomų klausimų nekelia – kolosalaus dydžio žvaigždės apvalkalas yra nestabilus, todėl jis periodiškai tai susitraukia, tai išsiplečia – taip ir susidaro švytėjimo pulsacijos.

Tačiau beveik trečdalis raudonųjų milžinių pasižymi dar vienu švytėjimo pulsacijos ritmu, bet jau žymiai lėtesniu ir galinčiu trukti iki penkių Žemės metų. Panašaus periodo švytėjimo intensyvumo pokyčiais pasižymi dalis raudonųjų milžinių, esančių tiek Paukščių Tako, tiek ir tolimesnėse, mokslininkų stebėtose galaktikose. Pirmą karta šis efektas pastebėtas dar 1930 metais, tačiau iki pat šių dienų niekas taip ir nesugebėjo paaiškinti šio reiškinio priežasties.

Iki šiol buvo iškeltos dvi logišką pagrindą turinčio hipotezės. Pagal vieną iš šių teorijų, netoli raudonosios milžinės sukasi pakankami didelės masės objektas, kurio gravitacija ir sukelia astronomų pastebimus šviesumo pokyčius. Kita hipotezė kalba apie labai panašų, tik kitokios kilmės procesą - šalia raudonosios milžinės besisukantis dujų ir dulkių debesis periodiškai slopina jos spindesį.

Galiausiai astronomai nusprendė patikrinti, kuri gi iš šių hipotezių gali būti arčiausiai tiesos ir nukreipė VLT teleskopo objektyvą į mūsų kaimyninę galaktiką – Didįjį Magelano Debesį. Šioje galaktikoje astronomai aptiko 58 raudonąsias milžines ir ėmė jas stebėti. Surinkę detalią spektrinę informaciją bei sudėję kartu iš anksčiau turėtus duomenis, mokslininkai gavo įspūdingą raudonųjų milžinių savybes nusakantį duomenų masyvą. Tačiau deja, šie duomenys paskatino atmesti abi hipotezes.

Reikalas tame, jog jei švytėjimo intensyvumą nulemtų netoli besisukantis stambus kosminis kūnas, skirtingo poveikio sukeltas švytėjimo netolygumas būtų nevienodas įvairioms žvaigždėms. Tačiau stebėjimai parodė, jog šie netolygumai yra beveik identiški visų stebėtų raudonųjų milžinių atvejais. Tarsi kiekviena iš jų turėtų vienodų parametrų nematomą „palydovą“ – apytiksliai 0,09 Saulės masių. Reikia pripažinti, jog tai menkai tikėtina galimybė.

Sprendžiant pagal kitus duomenis, teks atmesti ir dujų bei dulkių debesies hipotezę. Yra žinoma, jog tokios dulkės ir dujos pačios sugeria dalį užstojamos žvaigždės išspinduliuojamos energijos ir todėl pačios ima švytėti infraraudonųjų spindulių diapazone. Tačiau nieko panašaus Christine Nicholls su savo kolegomis nepastebėjo.

„Panašu, jog sprendžiant šią mįslę mums nepamaišytų astronomijos Šerlokas Holmsas“, - apibendrina Christine Nicholls.

Facebook komentarai: