Обширное исследование, посвященное давно известной загадке звезд — красных гигантов, лишь сделало ее более неразрешимой.

Речь идет о странных изменениях в свечении, которые свойственны примерно трети звезд солнечного типа на поздних стадиях их существования. За последние десятилетия этому явлению предложено немало возможных объяснений, проверить которые и было решено с помощью телескопа VLT европейской обсерватории ESO. Ко всеобщему разочарованию, результат опроверг все гипотезы — загадка осталась загадкой.

«Астрономы блуждают в полной тьме, и этот не тот случай, когда они ей рады, — рассказывает австралийская ученая Кристин Никольс (Christine Nicholls), участвовавшая в исследовании, — Мы получили самый полный на сегодня массив данных по звездам солнечного типа. И он показывает, что все возможные объяснения необычному поведению неверны». Давайте и мы посмотрим, в чем состоят сложности.

По современным представлениям, звезды, подобные нашей, рождаются из постепенно сгущающегося газопылевого облака и живут миллиарды лет, в ходе термоядерной реакции понемногу сжигая накопленный в недрах водород, превращая его, в основном, в гелий. После этого долгого и яркого периода «внутреннее топливо» звезды заканчивается. Центробежные силы перестают уравновешивать центростремительные, начинается звездная старость.

Звезда отбрасывает внешние оболочки прочь, обнажая раскаленную центральную часть и быстро раздуваясь. Одновременно с этим она остывает и таким образом превращается в распухшего красного гиганта. Всем красным гигантам свойственны колебания яркости — считается, что они обусловлены их ритмичным «дыханием». С этим проблем нет: упрощенно говоря, колоссальной по площади звездной оболочке свойственна нестабильность, которая заставляет красного гиганта то сжиматься, то расширяться, что и создает колебания в их яркости.

Однако примерно треть из них демонстрируют и дополнительные, более медленные, с периодичностью до 5-ти земных лет изменения светимости, что показано на объектах как в пределах Млечного Пути, так и в других галактиках. Впервые эта странность была замечена еще в 1930-х, и до сих пор неясно, что ее вызывает.

Существует гипотеза, по которой причиной является присутствие поблизости от красного гиганта второго крупного объекта. Вращаясь около звезды, он и вызывает видимые нам изменения светимости. Альтернативное объяснение похоже на первое: свет периодически блокируется околозвездным облаком газа и пыли. Кто же прав?

Именно для решения этой загадки астрономы и воспользовались телескопом VLT, в течение 2,5 изучая поведение 58-ми звезд нашего соседа, галактики Большое Магелланово Облако. Получив подробную информацию о спектральных характеристиках звезд и объединив ее с уже имевшимися, ученые получили впечатляющий массив данных о свойствах этих переменных звезд. И данные эти ну никак не объясняются ни одной из предложенных ранее гипотез.

Дело в том, что присутствие второго тяжелого объекта, вращающегося около красного гиганта, по‑разному сказывалось бы на изменениях в светимости разных звезд, ведь у каждой из них свой «компаньон». Однако выяснилось, что осцилляции эти происходят практически одинаково у всех изученных красных гигантов. Как будто каждый из них имел одинакового «партнера» весом примерно 0,09 солнечной массы. Это, понятно, крайне маловероятно.

Судя по всему, и гипотезу с газопылевым облаком также можно отбросить. Ведь известно, что такое облако поглощает излучение близлежащей звезды и, нагреваясь, само начинает излучать в инфракрасной части спектра. Но и подобного Никольс с коллегами не обнаружили. Все это перестает веселить: «Похоже, для разрешения загадки нам понадобится Шерлок Холмс от астрономии», — говорит Кристин Никольс.

Что ж, подождем его появления — а пока вспомним о загадках, разрешить которые обсерватория ESO, все-таки, помогла. Читайте: «Звезды лгут».

По пресс-релизу ESO