Впервые учёные напрямую отследили медленную трансформацию умирающей звезды за более чем столетие — выяснилось, что она нагревается быстрее, чем любая другая типичная звезда, наблюдавшаяся ранее.
Исследование, [опубликованное](https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adf62b) сегодня в The Astrophysical Journal Letters, отслеживает 130 лет изменений в планетарной туманности «Спирограф» (IC418) — светящейся оболочке из газа и пыли, выброшенной умирающей звездой примерно в 4 тысячах световых лет от Земли.
Объединив наблюдения, начиная с 1893 года, когда астрономы впервые зафиксировали туманность в телескоп, учёные обнаружили, что характерный зелёный свет туманности, излучаемый атомами кислорода, стал примерно в 2,5 раза сильнее с тех пор, как астрономы-викторианцы впервые изучили его.
Это изменение вызвано повышением температуры центральной звезды примерно на 3000 °C с 1893 года, то есть примерно на 1000 °C каждые 40 лет. Для сравнения, Солнце увеличилось на ту же величину во время своего формирования, но на это ушло 10 миллионов лет.
Однако, хотя звезда нагревается быстрее, чем когда-либо наблюдалось ранее, этот процесс всё равно идёт медленнее, чем предсказывали последние модели. Это ставит под сомнение текущие теории о том, как стареют и умирают звёзды, и может заставить астрономов пересмотреть массы звёзд, способных производить углерод — элемент, необходимый для жизни.
«Мы часто игнорируем научные данные, полученные в далёком прошлом. В этом случае эти данные показали самую быструю эволюцию типичной звезды, которую видели напрямую. Прошлое показывает, что небо не так неизменно, как мы можем думать», — говорит ведущий исследователь профессор Альберт Зейлстра.
Планетарная туманность знаменует один из заключительных этапов жизни звезды. Когда ядро звезды становится нестабильным, она сбрасывает свои внешние слои в космос. Оставшееся ядро быстро нагревается, активизируя окружающий газ и пыль для формирования красивых структур. В случае IC418 это создаёт замысловатую, закрученную структуру, получившую прозвище «туманность-спирограф». Наше Солнце пройдёт тот же путь примерно через 5 миллиардов лет.
Хотя планетарные туманности обычно развиваются медленно, исследователи обнаружили, что IC418 эволюционирует достаточно быстро, чтобы это можно было отследить в течение человеческой жизни. Это делает её наиболее продолжительной и быстрой трансформацией, когда-либо зарегистрированной в планетарной туманности и, возможно, в любой звезде.
Команда изучила 130 лет наблюдений с помощью различных телескопов — от измерений человеческим глазом в конце 1800-х годов до современных передовых технологий. Они проверили, откалибровали и объединили данные, прежде чем сравнить их с подробными моделями звёздной эволюции. Это позволило им измерить скорость нагрева звезды, определить её текущую массу и даже оценить массу звезды до начала её трансформации.
Результаты дают редкое представление о том, как эволюционируют планетарные туманности, и предполагают, что ночное небо может меняться гораздо быстрее, чем мы обычно думаем.
Соавтор, профессор Квентин Паркер из Гонконгского университета, сказал: «Мы считаем, что это исследование важно, поскольку оно предлагает уникальные, прямые доказательства эволюции центральных звёзд планетарных туманностей. Это заставит нас пересмотреть некоторые из наших существующих моделей жизненных циклов звёзд».
«Это были напряжённые совместные усилия — сбор, проверка и тщательный анализ астрономических данных, накопленных за более чем столетие, а затем объединение их с моделями звёздной эволюции. Это сложный процесс, выходящий далеко за рамки простого наблюдения, и мы благодарны за возможность внести свой вклад в нашу область таким образом».
Предоставлено [University of Manchester](https://phys.org/partners/university-of-manchester/)