Наблюдение за самой массивной известной звездой Вселенной

Астрономам еще предстоит полностью понять, как формируются самые массивные звезды, масса которых более чем в 100 раз превышает массу Солнца. Одной из особенно сложных частей этой головоломки является получение наблюдений за этими гигантами, которые обычно обитают в густонаселенных центрах окутанных пылью звездных скоплений. Гигантские звезды тоже живут быстро и умирают молодыми, сжигая запасы топлива всего за несколько миллионов лет. Для сравнения, наше Солнце находится на полпути к своей жизни в 10 миллиардов лет. Сочетание плотно упакованных звезд, относительно короткого времени жизни и огромных астрономических расстояний делает различение отдельных массивных звезд в скоплениях сложной технической задачей.

Расширив возможности инструмента Zorro на телескопе Gemini South Международной обсерватории Джемини, управляемой NSF NOIRLab, астрономы получили самое резкое изображение R136a1 — самой массивной из известных звезд. Эта колоссальная звезда является членом звездного скопления R136, которое находится примерно в 160 000 световых лет от Земли в центре туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке, карликовой галактике-компаньоне Млечного Пути.

Предыдущие наблюдения показали, что масса R136a1 в 250-320 раз превышает массу Солнца. Новые наблюдения Zorro, однако, показывают, что масса этой гигантской звезды может быть всего в 170-230 раз больше массы Солнца. Но даже с этой более низкой оценкой R136a1 по-прежнему считается самой массивной известной звездой.

Астрономы могут оценить массу звезды, сравнивая ее наблюдаемую яркость и температуру с теоретическими предсказаниями. Более четкое изображение Zorro позволило астроному NSF NOIRLab Вену М. Калари и его коллегам более точно отделить яркость R136a1 от ближайших звездных компаньонов, что привело к более низкой оценке ее яркости и, следовательно, ее массы.

«Наши результаты показывают нам, что самая массивная звезда, известная нам в настоящее время, не так массивна, как мы думали ранее», — объяснил Калари. «Это говорит о том, что верхний предел звездных масс также может быть меньше, чем считалось ранее».

Этот результат также имеет значение для происхождения элементов тяжелее гелия во Вселенной. Эти элементы образуются во время катастрофической взрывной смерти звезд, масса которых более чем в 150 раз превышает массу Солнца, в событиях, которые астрономы называют сверхновыми с парной нестабильностью. Если R136a1 менее массивна, чем считалось ранее, то же самое может быть верно и для других массивных звезд, и, следовательно, сверхновые с парной нестабильностью могут быть более редкими, чем ожидалось.

Звездное скопление, в котором находится R136a1, ранее наблюдалось астрономами с помощью космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА и различных наземных телескопов, но ни один из этих телескопов не смог получить изображения, достаточно четкие, чтобы выделить всех отдельных звездных членов близлежащего скопления.

Прибор Zorro компании Gemini South смог превзойти разрешение предыдущих наблюдений, используя технику, известную как спекл-визуализация, которая позволяет наземным телескопам преодолевать большую часть эффекта размытия, создаваемого земной атмосферой. Сделав много тысяч снимков яркого объекта с короткой выдержкой и тщательно обработав данные, можно устранить почти все это размытие. Этот подход, а также использование адаптивной оптики может значительно увеличить разрешение наземных телескопов, как показали новые четкие наблюдения Zorro R136a, пишет ScienceDaily.

«Мы начали эту работу как исследовательское наблюдение, чтобы увидеть, насколько хорошо Zorro может наблюдать за объектами такого типа», — заключил Калари. «Хотя мы призываем к осторожности при интерпретации наших результатов, наши наблюдения показывают, что самые массивные звезды могут быть не такими массивными, как считалось раньше».