Астрономы с помощью комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в Чили изучили умирающую звезду IRAS 06530-0213 (или просто IRAS 06530, аббревиатура IRAS означает Infrared Astronomical Satellite — американо-голландский космический телескоп, открывший туманность). Ученые обнаружили вокруг нее сложную систему газовых структур, которые сохранили следы бурных событий, происходивших на заключительном этапе звездной эволюции. Результаты исследования ждут публикации в The Astrophysical Journal. Препринт работы доступен для чтения и просмотра контента без регистрации на портале arXiv.

IRAS 06530 — богатая углеродом звезда, окруженная биполярной пред-планетарной туманностью. Она постепенно превращается в планетарную туманность — светящееся облако газа, которое остается вокруг звезд определенного типа после сброса внешних слоев. Подобная судьба ожидает и Солнце, если оно не взорвется как сверхновая. К формированию планет структура отношения не имеет — термин planetary nebula указывает лишь на ее сферическую форму.

На снимках ALMA ученые различили три ключевые компонента структуры. Первый — огромное кольцо из газа радиусом около 16 950 астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца, 1 а. е. примерно равна 150 млн км). Оно, вероятно, возникло после кратковременной вспышки звезды на позднем этапе ее жизни еще в ипостаси красного гиганта.

После этого события темп потери вещества звездой снижался примерно 2000 лет, а затем снова начал расти. Получается, кольцо работает как своеобразная летопись звездной активности: по распределению газа ученые восстанавливают события, которые происходили во времена Древнего Рима.

В центре системы находится туманность с двумя противоположно направленными долями и плотным газовым тором — структурой, напоминающей бублик. По оценкам исследователей, она сформировалась в течение последних 700 лет. Соотношения углерода, кислорода и азота в торе оказались необычными и пока не укладываются в стандартные модели. Одна из возможных причин — бурные ядерные процессы внутри звезды.

Третья составляющая — слабосветящиеся изогнутые дуги между центральной туманностью и внешним кольцом. Именно в них сосредоточена большая часть вещества системы. По форме дуги напоминают спиральные структуры, которые встречаются вокруг раздутых красных гигантов звездой-компаньоном.

Это наводит на мысль, что у IRAS 06530 есть невидимый тусклый спутник. По оценке авторов, расстояние до него может составлять 155–340 а. е. Взаимодействие двух звезд способно влиять на движение газа и формировать необычную геометрию туманности.

Наблюдения преподнесли еще один сюрприз. Согласно распространенной модели, форму подобных туманностей создают быстрые узконаправленные струи газа — джеты, которые возникают при взаимодействии звезд в двойной системе. Обычно скорости вещества в таких потоках превышают 50 км/с. У IRAS 06530 ученые не нашли признаков джетов быстрее 16,5 км/с. Характерный компактный пылевой диск в центре также не обнаружили.

Исследователи предполагают, что диск мог существовать недолго и успел запустить струи, прежде чем рассеяться. Не исключено и то, что вытянутая орбита спутника позволяет ему периодически приближаться к основной звезде и запускать процессы, которые сложно заметить напрямую.

По оценке команды, исходная масса эволюционировавшей звезды находилась в диапазоне от 1,6 до 3,4 массы Солнца. Но точный механизм формирования всех наблюдаемых структур пока остается неясным.

Изучение IRAS 06530 поможет уточнить модели превращения звезд в планетарные туманности и понять, какую роль в этом процессе играют звездные компаньоны. Космическое кольцо уже сохранило следы одного из последних всплесков активности светила, но главная интрига — как именно оно приобрело такую сложную форму — пока не раскрыта.

На портале вы найдете хорошие тематические материалы о химических следах звездной эволюции. В первом рассказывается о том, как телескоп ALMA нашел звезду с «неправильным» изотопным содержанием серы, во втором — о протопланетном диске с облаком тяжелого (дейтерированного) метанола.