Солнце погибнет

S Ori в сравнении с Солнечной системой (иллюстрация ESO).

Узнать, что будет твориться внутри Солнца в те дни, когда оно дойдёт до жизни такой, не так уж сложно. Для этого нужно найти звезду, которая уже находится в таком состоянии и наблюдать. За это ответственное дело вместе со своими коллегами взялся астроном Маркус Виттковски (Markus Wittkowski) из Южной европейской обсерватории (European Southern Observatory — ESO).

Учёные взяли (это, конечно, образное выражение) звезду S Ori из созвездия Ориона и стали на неё смотреть.

Выбор этого объекта обусловлен двумя предпосылками. Во-первых, она имеет массу, схожую с массой Солнца, и, по-видимому, приблизительно повторяет эволюцию нашей звезды. Во-вторых, сейчас S Ori находится в таком состоянии, в котором Солнце будет через 5 миллиардов лет, то есть является невероятно "распухшим" красным гигантом, медленно трансформирующимся в белый карлик.

S Ori находится в неустойчивом состоянии, в результате чего ряд её параметров меняется со временем. Она является пульсирующей переменной звездой. В течение одного цикла пульсации, длящегося 420 дней, её яркость меняется в 500 раз.

Цикл пульсации S Ori. Светло-голубым цветом показана поверхность звезды. Тёмно-синим выделен молекулярный слой, в котором содержатся частицы оксида алюминия и оксида кремния. Цветные пятна, наложенные на изображение, — это мазерное излучение, зафиксированное радиотелескопами VLBA от "комкообразных" скоплений пыли (зелёные — от Al2O3, красные — от SiO). Во время расширения во время фаз 1, 2 и 3 слой с частицами этих оксидов не меняет локализации. Однако при сжатии оболочки (4-я фаза) под действием части газа, "убегающего" от звезды, эти пылевые частицы удаляются во внешнее пространство (иллюстрация M. Wittkowski, D. A. Boboltz, K. Ohnaka, T. Driebe, M. Scholz).

Несмотря на то, что эта звезда в сотни раз крупнее Солнца, рассмотреть её очень трудно. Поэтому астрономам приходится применять специальную технику. В этот раз группа Виттковски решила использовать оптический телескоп-интерферометр VLTI (Very Large Telescope Interferometer) и радиотелескоп-интерферометр VLBA (Very Long Baseline Array), с помощью которых получилось заглянуть во внутреннюю часть умирающего гиганта.

Дэвид Боболц (David Boboltz), другой участник исследования из военно-морской обсерватории Соединённых Штатов (United States Naval Observatory), сравнил труд астронома с работой медработника, которому приходится пользоваться различными инструментами. Поэтому на этот раз и применили два разных интерферометра. Благодаря этим приборам исследователи изучили внутреннюю структуру красного гиганта и вычленили в нём отдельные слои.

С помощью VLTI учёные смогли определить и амплитуду пульсации диаметра S Ori. Как выяснилось, он меняется от 400 до 500 солнечных радиусов. Так что если вокруг S Ori и есть планеты, сейчас они в лучшем случае похожи на горячие камни или раскалённые газовые шары.

Особенно интересным оказалось открытие в атмосфере, окружающей звезду, оболочки из SiO – моноксида кремния, соединения, которое в земных условиях в чистом виде не существует. Этот слой выдал себя монохроматичным электромагнитным излучением в сантиметровом диапазоне – так называемым мазерным излучением, которое зарегистрировал VLBA.

"Герои", благодаря которым удалось "расчленить" внутреннюю структуру S Ori: вверху — обсерватория в чилийской пустыне, где находится VLTI, внизу — один из телескопов VLBA, находящийся в Нью-Мексико (фото Gerhard Hüdepohl, Ian Parker).

Не меньшим сюрпризом оказалось открытие оксида алюминия Al2O3 (на Земле он существует в виде минерала корунда), смешанного с SiO.

Оба этих вещества ведут себя одинаково, отличаясь только спектрами излучения. Раньше считалось, что подобные соединения сразу "вылетают" из звезды в окружающее пространство, внося свой вклад в формирование космической пыли, а затем и планетарных дисков. Однако учёные были очень удивлены, узнав, что эти вещества могут находиться внутри атмосферы S Ori.

Впрочем, со временем часть материи всё же выносится наружу, и, по оценкам исследователей, масса вещества, которое S Ori теряет за цикл пульсации, сопоставима с массой нашей планеты. Наиболее интенсивный выброс происходит во время минимума пульсации.

По словам Боболца, в скором времени исследователи планируют отследить мазерное излучение молекул воды, находящихся в самой удалённой от центра части газовой оболочки. Это позволит получить более точную картину пульсации S Ori.

Это первый случай, когда астрономы смогли рассмотреть в деталях практически точную копию Солнца в будущем, находящуюся где-то далеко от нас, и "разобрать" её по невиданным ранее "запчастям". То, что предстало перед ними – это фактически смерть нашей звезды и вместе с ней – Солнечной системы.

С одной стороны, никуда от этой мрачной развязки, похоже, не деться. С другой, ожидается она уж очень не скоро. Так что можете задуматься над этим – если хотите, конечно.