Космический телескоп обнаружил странный «пробел яркости» в древнем звёздном скоплении
Шаровые скопления — это самые массивные и древние звёздные объединения, обладающие низким содержанием тяжёлых элементов, но при этом удивительным разнообразием химического состава у отдельных звёзд. Некоторые данные даже указывают на то, что в них могут скрываться неуловимые чёрные дыры промежуточной массы. Изучая одно из таких скоплений — NGC 6397 — исследователи заметили пробел: количество красных карликов оказалось ниже ожидаемого.
Астрономы постоянно изучают звёздные скопления, чтобы понять их историю, эволюцию и роль в формировании галактик. Новые мощные инструменты — телескопы «Хаббл», «Джеймс Уэбб», а также запущенный Европейским космическим агентством в июле 2023 года «Евклид» (Euclid) — значительно расширили возможности таких исследований.
NGC 6397 — одно из ближайших к нам шаровых скоплений Млечного Пути, насчитывающее около 400 тысяч звёзд. Учёные уже не раз обращались к нему в своих работах. На этот раз астрономы проанализировали движение звёзд в скоплении с помощью данных «Евклида» и других телескопов — но в ходе работы натолкнулись на кое-что неожиданное.
Загадка «пробела Джао»
Пробел назван в честь ведущего автора статьи, впервые описавшего его в 2018 году. Это очень узкая, но хорошо различимая нехватка красных карликов в определённом диапазоне яркости — около десятой звёздной величины в G-диапазоне телескопа Gaia.
Ширина пробела крошечная — около 0,05 звёздной величины. Он возникает там, где красные карлики меняют своё внутреннее устройство: переходят от частично конвективных (с лучистой зоной в ядре) к полностью конвективным. Это соответствует примерно спектральному классу M3.0V. Авторы открытия посчитали пробел не случайностью, а следом реального физического процесса — и новой, прежде неизвестной особенностью на диаграмме Герцшпрунга-Рассела.
Сквозь звёздную толщу
Шаровые скопления невероятно плотны в своих центрах — звёзды там стоят настолько близко, что разглядеть среди них тусклые объекты вроде красных карликов крайне трудно. Именно с этой проблемой и столкнулись авторы нового исследования.
Чтобы преодолеть её, они разработали специальный инструмент обработки данных для «Евклида» на основе программного обеспечения «Хаббла». Он позволяет точнее измерять положение и блеск слабых источников в густонаселённых участках неба. Применив его, учёные обнаружили в диаграмме цвет-величина NGC 6397 отчётливую брешь: звёзд с массой около 0,35 солнечной оказалось заметно меньше ожидаемого. Статистическая значимость результата превысила 5 сигма — вероятность случайного происхождения эффекта ничтожно мала.
Причина пробела скорее всего кроется во внутренних изменениях самих звёзд. Именно при массе около 0,35 солнечной красные карлики претерпевают структурную перестройку: лучистая зона в ядре исчезает, и звезда становится полностью конвективной. Это сопровождается небольшими, но измеримыми изменениями в размере, светимости и температуре, которые и проявляются на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Поскольку звёзд с массой ровно на этой границе очень мало, провал получается узким — зато он открывает редкую возможность заглянуть во внутреннее строение звёзд нижней части главной последовательности.
Подписывайтесь на Рамблер в Max! Так мы останемся на связи даже в нестабильные времена.
Корабли инопланетян или обычные кометы: что не так с 3I/ATLAS и Оумуамуа