Астрономы выяснили природу загадочной популяции массивных звезд-гигантов, богатых α-элементами, которые кажутся моложе, чем старые звезды толстого диска Млечного Пути. Оказалось, что на самом деле их возраст сравним с возрастом старого звездного населения нашей галактики, а большую массу они приобрели за счет аккреции вещества с звезд-компаньонов асимптотической ветви гигантов. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.
В случае маломассивных звезд содержание большинства химических элементов в их фотосферах мало меняется на протяжении большей части их жизни. Благодаря этому по звездному населению можно отслеживать эволюцию галактик и скоплений. В частности, если рассматривать химическую эволюцию галактики, то звезды, сформировавшиеся в ранние эпохи ее существования, обогащены элементами, рожденными в результате α-процесса, такими как O, Mg, Si, Ca и Ti. Молодые звезды, рожденные в более позднее время, содержат уже меньше α-элементов, так как сверхновые типа Ia, которые поставляют в межзвездную среду вещество с низким отношением [α-элемент/Fe], начинают играть более важную роль, чем сверхновые типа II, которые, в основном, и занимаются обогащением α-элементами внутригалактической среды.
Получается, что звезды на главной последовательности, демонстрирующие обилие α-элементов, обычно старше, чем звезды с низким содержанием α-элементов. Однако ряд недавних исследований выявил существование популяции звезд-гигантов с массами более одной массы Солнца и с увеличенным отношением [α-элемент/Fe], которые кажутся моложе (возраст менее шести миллиардов лет), чем типичные старые звезды толстого диска, богатые α-элементами. Существование таких светил не предполагается в канонической схеме химической эволюции Млечного Пути и для объяснения их происхождения было предложено несколько теорий, таких как вспышки звездообразования у края галактической перемычки или результаты эволюции двойных систем.
Группа астрономов во главе с Мэн Чжаном (Meng Zhang) из Пекинского университета опубликовала результаты исследований химического состава и кинематики 1467 молодых (возрастом менее шести миллиардов лет) звезд ветви красных гигантов с высоким содержанием α-элементов ([α-элемент/Fe]>0,18), выбранных из данных спектроскопических обзоров неба телескопом LAMOST. Данные по кинематике были получены космическим телескопом Gaia.
Оказалось, что найденные звезды демонстрируют ту же кинематику и содержание
α-элементов и железа, что и каноническое старое звездное население толстого диска Млечного Пути. Однако многие из них, помимо высокого отношения [(N+C)/Fe], характеризуются еще и высоким отношением [Ba/Fe], что означает, что они обогатились ранее веществом, содержащим много бария и углерода. Наиболее вероятным механизмом будет аккреция со звезды-компаньона асимптотической ветви гигантов. Таким образом, большие массы кажущихся молодыми звезд, богатых α-элементами, на самом деле являются результатами эволюции двойных систем, а сами звезды принадлежат к старому звездному населению нашей галактики.
Ранее мы рассказывали о том, как экстремальная гелиевая звезда оказалась необычной богатой гелием звездой и как астрономы уличили красного сверхгиганта в растрате массы перед взрывом.
Александр Войтюк
Это первые подробные наблюдения такого рода
Астрономы впервые подробно проследили распространение ударной волны сверхновой сквозь плотное околозвездное вещество, включая момент прорыва этой оболочки. Наблюдения велись за сверхновой SN 2023ixf, чьим прародителем был красный сверхгигант, терявший до взрыва вещество. Статья опубликована в Nature.