Вчені дізналися, як розсіюється зоряний пил

Автор/джерело -  © BBC

Астрофізики повідомляють, що вирішили давню загадку науки про те, яким чином зірки перед своєю смертю викидають у космос матеріал, з якого потім формуються планети.

Туманність, яка складається з зоряного пилу, відзнята у інфрачервоному спектрі

Відомо, що такі зірки, як наше Сонце, в останні роки свого існування вивергають у космічний простір величезну кількість своєї маси у вигляді пилу, однак донедавна було незрозуміло, яким чином цей пил розпорошується.

Стаття в журналі "Nature" описує астрономічне дослідження, автори якого взялися розгадати цю таємницю.

Вони виявили, що крупинки зоряного пилу мають розмір близько тисячної долі міліметра – і цього достатньо, щоб вони рухалися під тиском світла зірки, яка затухає.

Команда астрономів з австралійських та європейських університетів вивчала три так званих червоних гіганти – зірки, які колись були такими, як нині наше Сонце, але запас водню в яких вичерпався і вони роздулися до велетенських розмірів.

У таких зірках, які згодом стають білими карликами, відбувається процес, схожий на радикальний прояв сонячного вітру, що його породжує наше Сонце. Завдяки цьому вітру зірки перед загибеллю відштовхують від себе велику частину власної маси, яка набуває вигляду газу та піщинок мінеральних матеріалів.

Провідний автор дослідження, Барнабі Норріс із Сіднейського університету, розповів Бі-Бі-Сі, що зірки – це "великі переробні станції галактики", бо матеріал, який вони віддають космосу, "йде на створення наступних поколінь зірок і планет".

Крихітні вітрила

Донині астрономів бентежило питання: яким саме чином виштовхується цей матеріал? Комп’ютерне моделювання показувало, що крупинки пилу, які віддаляються від зірки, мають бути настільки дрібними, що просто поглинуть світло довкола себе і сильно розігріються.

Щоб вивчати пил довкола трьох червоних гігантів, пан Норріс та його колеги використали Дуже Великий Телескоп (ДВК) у Чилі, застосувавши техніку, яка називається поляриметрична інтерферометрія.

Світло від цих трьох зірок, як і від нашого Сонця, неполяризоване – тобто його хвилі поширюються у довільних напрямках.

Однак світло, яке зіштовхується з довколазоряним пилом, відбивається переважно в наш бік, поширюючись уздовж конкретного напрямку – так само, як світло, відбите озером, поляризоване вздовж напрямку, паралельного до поверхні водойми.

Команда розробила метод, який блокує частину світла, що потрапляє до ДВК, і накладає зображення зірок з різною поляризацією. У результаті вчені змогли розрізнити віддалені об’єкти, кутова відстань між якими – всього 15 мільярдних градуса.

"Це все одно, що якби ви були в Сіднеї і дивилися на чашку кави, яка стоїть на столі в Мельбурні, і вам вдалося б виміряти її розмір", - пояснив пан Норріс.

Вчені побачили, що сформована з пилу сфера, яка оточує червоних карликів, виявилася меншою, ніж передбачали багато моделей – її радіус був не більшим за два радіуси самої зірки.

Через те, що крихти пилу розсіюють світло по-різному, залежно від кольору самого світла, яке потрапляє на них, вчені змогли проаналізувати дані, отримані від різних кольорів, і визначити середній розмір зерна: трошки більше, ніж половина тисячної частинки міліметра.

Це набагато більше, ніж очікувалося, і як пояснив пан Норріс, цей розмір достатньо великий, аби розгадати таємницю, яким чином зоряний пил виштовхується в космос. "Часточки пилу – це наче багато крихітних вітрил, в які дує вітер, або, в нашому випадку, світло зірок", - сказав він.

"Механізм, завдяки якому маса рухається геть від зірок, - одне з найбільших питань зоряної астрономії, яке лежить в основі всього нашого розуміння того, яким чином важкі елементи розсіюються по галактиці. Наше дослідження – лише маленький шматочок у вирішенні цієї загадки", - додав вчений.