Таємничі зірки в серці Чумацького Шляху приховують похмуру таємницю

Легенда свідчить, що угорська графиня 16-го століття Єлизавета Баторі мала жахливий метод збереження молодості.

Історичні записи свідчать, що аристократку звинуватили та ув’язнили за вбивство сотень дівчат, щоб скупатися в їхній крові, яка нібито відновлювала молодість. Правдивість цих звинувачень, у кращому випадку, сумнівна, але уявлення про використання таємничої чорної магії у пошуках вічної молодості зберігається.

Хоча вживання крові наших побратимів може не дуже добре впливати на людей, нові дані вказують на те, що це може бути дуже потужним омолоджуючим засобом – для зірок. Вивчення зірок, що падають у галактичному центрі Чумацького Шляху, дозволяє припустити, що вони набагато старші, ніж здаються – і що їхній юний вигляд є результатом космічного канібалізму.

“Кілька зірок виграють у лотерею зіткнень, – каже астрофізик Санея Роуз з Північно-Західного університету в Іллінойсі.

“Завдяки зіткненням і злиттям ці зірки збирають більше водню. Хоча вони утворилися зі старої популяції, вони маскуються під омолоджені, молоді на вигляд зорі. Вони схожі на зорі-зомбі; вони поїдають своїх сусідів”.

Галактичний центр – це неспокійне місце. Почнемо з того, що там є величезна надмасивна чорна діра, яка приблизно в 4 мільйони разів перевищує масу Сонця. Навколо неї кружляють зірки, досягаючи абсолютно божевільної швидкості на своїх довгих, петлястих орбітах. І їх дуже багато. Центр галактики – густонаселений центр Чумацького Шляху – просто переповнений зірками.

Це середовище ідеально підходить для міжзоряних злочинів.

“Це трохи схоже на біг через неймовірно переповнену станцію метро в Нью-Йорку в годину пік, – пояснює Роуз. “Якщо ви не зіштовхуєтеся з іншими людьми, то проходите повз них дуже близько. Для зірок ці близькі зіткнення все одно спричиняють гравітаційну взаємодію. Ми хотіли дослідити, що ці зіткнення і взаємодії означають для зоряного населення, і охарактеризувати їхні наслідки”.

Вивчати зорі в центрі галактики безпосередньо досить складно, тому що там багато всього, в тому числі щільні хмари, які затуляють огляд у більшості довжин хвиль. Роуз та її колеги звернулися до симуляцій, створивши модель галактичного центру і всього, що в ньому знаходиться, і спостерігаючи за результатами, коли зірки прийдуть в рух.

Вони виявили, що доля зірок, які зіштовхуються, безпосередньо пов’язана з близькістю до чорної діри. В межах 0,01 парсека – приблизно однієї тридцятої світлового року – взаємодія між зірками є звичайною справою, але через їхні високі швидкості вони, як правило, виживають. Взаємодії, як правило, є пасовищними зіткненнями, які залишають обидві зірки більш-менш неушкодженими, хоча вони можуть втратити значну частину свого зовнішнього матеріалу в процесі.

Однак за межами 0,01 парсека все стає трохи жорстокішим. Оскільки зорі рухаються набагато повільніше, їм не вистачає кутового моменту, щоб продовжити рух, коли вони стикаються одна з одною. Замість цього вони потрапляють у пастку гравітації одна одної, що призводить до повного зіткнення, в результаті якого зорі зливаються в одну велику зірку.

І саме в цьому процесі деякі зорі отримують достатньо водню, щоб виглядати більш молодими, хоча вони можуть бути набагато старшими. Але тут є певний компроміс. Чим масивніша зоря, тим коротша її тривалість життя.

“Масивні зорі схожі на гігантські автомобілі, що пожирають бензин, – пояснює Роуз. “Вони починаються з великої кількості водню, але спалюють його дуже, дуже швидко”.

Порівняння з вампірами тут не зовсім вдале. Але результати дослідження пояснюють цікаву особливість зоряного населення галактичного центру: загадкову відсутність старих червоних гігантських зірок. Втрата маси від пасовищних зіткнень і злиття, які створюють більші, короткоживучі зорі, зменшують кількість червоних гігантів, які можна було б очікувати побачити в нормальній зоряній популяції, виявили дослідники.

Подальші спостереження і теоретичні дослідження можуть допомогти пролити світло на ці процеси і розкрити складну динаміку, що відбувається в космічному середовищі, не схожому на жодне інше в галактиці.