Больше 70% массивных звезд рождаются в тесных двойных системах, где гравитационное взаимодействие и перенос массы между компонентами кардинально меняют их эволюцию. Однако после окончания взаимодействия выжившая звезда часто выглядит как одиночный объект, чью историю узнать уже практически невозможно. Ученые из Института астрофизики имени Макса Планка и Боннского университета (Германия) раскрыли эти процессы. Работа опубликована в Nature Astronomy.
Ключ к разгадке лежит в поверхностном содержании углерода, азота, кислорода и гелия. Когда звезда поглощает материал от «компаньона», она получает вещество из внешних слоев донора и его ядра, прошедшего ядерный синтез. Этот материал богат азотом и гелием, но в нем мало углерода и кислорода. После смешивания с внешними слоями принимающей звезды на поверхности остается отчетливый химический след, который можно измерить.
На диаграмме соотношений азота к углероду и азота к кислороду звезды, пережившие перенос массы, образуют отдельную ветвь, четко отличающуюся от одиночных звезд и доноров. Разработанный метод позволяет по наблюдаемым поверхностным содержаниям элементов количественно оценить объем и состав поглощенного вещества. Это дает возможность реконструировать исходные параметры двойной системы: массы звезд и эффективность переноса массы.
Метод уже принес неожиданные результаты. Звезда Гамма Голубя, которую ранее считали звездой с обнаженным ядром, оказалась звездой, накопившей чужой материал. Ее химический состав — высокое отношение азота к углероду, умеренное отношение азота к кислороду и обогащение гелием — точно соответствует звезде, поглощавшей материал от массивного «компаньона». Это открытие меняет представление о многих подобных объектах.
Предложенный подход применим к разным типам массивных звезд, включая сверхгиганты и прародителей сверхновых, а также к слияниям звезд. Метод уже использован для изучения сверхновой 1987A, позволив восстановить массы звезд до слияния и показать, что в процессе было выброшено значительное количество вещества. Ученые полагают, что результаты исследования могут коренным образом изменить понимание эволюции массивных светил.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что астрономы впервые обнаружили звездный поток в шаровом скоплении.