Прахът е навсякъде в космоса, но всеобхватните неща са нещо, за което астрономите знаят малко. Космическият прах също е неуловим, тъй като продължава само около 10 000 години, кратък период от живота на звезда. „Ние не само не знаем какво представляват нещата, но не знаем къде се произвеждат или как попадат в космоса“, каза Доналд Йорк, професор в Чикагския университет. Но сега Йорк и група сътрудници са наблюдавали система с двойна звезда, HD 44179, която може да създава фонтан от прах. Откритието има широки последици, тъй като прахът е от решаващо значение за научните теории за това как се образуват звездите.
Двойната звездна система се намира в това, което астрономите наричат Червен правоъгълник, мъглявина, пълна с газ и прах, разположена на приблизително 2300 светлинни години от Земята.
Една от двойните звезди е пост-асимптотична гигантска звезда (пост-AGB), вид звезда, която астрономите считат за вероятен източник на прах. Тези звезди, за разлика от слънцето, вече са изгорили целия водород в ядрата си и са се срутили, изгаряйки ново гориво, хелий.
По време на прехода между горящ водород и хелий, който се извършва в продължение на десетки хиляди години, тези звезди губят външен слой от атмосферата си. В този охлаждащ слой може да се образува прах, чието радиационно налягане, идващо от вътрешността на звездата, изтласква праха далеч от звездата, заедно с прилично количество газ.
В системи с двойна звезда диск от материал от звездата след AGB може да се образува около втората по-малка, по-бавно развиваща се звезда. „Когато дисковете се образуват в астрономията, те често образуват струи, които издухват част от материала от оригиналната система, разпределяйки материала в пространството“, обясни Йорк.
Художно представяне на възможната поява на двойната звездна система в мъглявината Червен правоъгълник. Кредит: Стив Лейн
„Ако облак от газ и прах се срути под собствената си гравитация, той веднага става по-горещ и започва да се изпарява“, каза Йорк. Нещо, вероятно прах, трябва незабавно да охлади облака, за да предотврати повторното му загряване.
Гигантската звезда, която седи в Червения правоъгълник, е сред онези, които са твърде горещи, за да позволят кондензация на прах в атмосферата им. И все пак гигантски пръстен от прашен газ го обгражда.
Екипът на Уит направи приблизително 15 часа наблюдения върху двойната звезда за период от седем години с 3,5-метров телескоп в обсерваторията Apache Point в Ню Мексико. „Нашите наблюдения показаха, че най-вероятно гравитационното или приливно взаимодействие между нашата гигантска звезда в Червения правоъгълник и близка слънчева звезда спътник кара материал да напусне обвивката на гиганта“, каза сътрудникът Адолф Вит от Университета на Толедо.
Част от този материал завършва в диск от натрупващ се прах, който заобикаля тази по-малка придружителна звезда. Постепенно, за период от приблизително 500 години, материалът спира в по-малката звезда.
Точно преди това да се случи, по-малката звезда изхвърля малка част от натрупаната материя в противоположни посоки чрез две газообразни струи, наречени „биполярни струи“.
Други количества от материята, извадени от обвивката на гиганта, се озовават в диск, който заобикаля двете звезди, където се охлажда. „Тежките елементи като желязо, никел, силиций, калций и въглерод кондензират в твърди зърна, които виждаме като междузвезден прах, след като напуснат системата“, обясни Вит.
Производството на космически прах е избягало от телескопичното откриване, тъй като продължава само около 10 000 години - кратък период от живота на звездата. Астрономите са наблюдавали други обекти, подобни на Червения правоъгълник в земния квартал на Млечния път. Това предполага, че процесът, който екипът на Уит наблюдава, е доста често срещан, когато се разглежда през целия живот на галактиката.
„Процеси, много подобни на това, което наблюдаваме в мъглявината Червения правоъгълник, са се случвали може би стотици милиони пъти след образуването на Млечния път“, каза Уит, който се обедини с дългогодишни приятели в Чикаго за изследването.
Екипът си беше поставил за цел да постигне сравнително скромна цел: да намери източника на далечно ултравиолетово лъчение на Червения правоъгълник. Червеният правоъгълник показва няколко явления, които изискват далечно ултравиолетово лъчение като източник на енергия. „Проблемът е, че много светещата централна звезда в Червения правоъгълник не е достатъчно гореща, за да произведе необходимата UV радиация“, каза Уит, така че той и колегите му се заеха да я намерят.
Оказа се, че нито една звезда в двоичната система не е източник на UV лъчение, а по-скоро горещата вътрешна част на диска, която се върти около вторичния, който достига температури близо 20 000 градуса. Техните наблюдения, каза Уит, „са били много по-продуктивни, отколкото бихме могли да си представим в най-смелите си мечти“.
Източник: Чикагския университет
