Ученые выяснили, как рассеивается звездная пыль

Астрофизики сообщают, что разгадали давнюю загадку науки о том, каким образом звезды перед смертью выбрасывают в космос материал, из которого затем формируются планеты.

Известно, что такие звезды, как наше Солнце, в последние годы своего существования извергают в космическое пространство огромное количество своей массы в виде пыли, однако до недавнего времени было непонятно, каким образом эта пыль рассеивается.

Статья в журнале "Nature" описывает астрономическое исследование, авторы которого взялись разгадать эту тайну.

Они обнаружили, что крупинки звездной пыли имеют размер около тысячной доли миллиметра - и этого достаточно, чтобы они двигались под давлением света затухающей звезды.

Команда астрономов из австралийских и европейских университетов изучала три так называемых красных гиганта - звезды, которые когда-то были такими, как сейчас наше Солнце, но запас водорода в которых иссяк и они раздулись до гигантских размеров.

В таких звездах, которые впоследствии становятся белыми карликами, происходит процесс, похожий на радикальное проявление солнечного ветра, порождаемого нашим Солнцем. Благодаря этому ветру звезды перед гибелью отталкивают от себя большую часть своей массы, которая приобретает вид газа и песчинок минеральных материалов.

Ведущий автор исследования, Барнаби Норрис из Сиднейского университета, рассказал Би-Би-Си, что звезды - это "крупные перерабатывающие станции галактики", потому что материал, который они отдают космосу, "идет на создание следующих поколений звезд и планет".

Крошечные паруса

До сегодняшнего дня астрономам не давал покоя вопрос: каким образом выталкивается этот материал? Компьютерное моделирование показывало, что крупинки пыли, которые удаляются от звезды, должны быть настолько мелкими, что просто поглотят свет вокруг себя и сильно разогреются.

Чтобы изучать пыль вокруг трех красных гигантов, господин Норрис и его коллеги использовали Очень Большой Телескоп (ОБК) в Чили, применив технику, которая называется поляриметрическая интерферометрия.

Свет от этих трех звезд, как и от нашего Солнца, неполяризованный - т.е. его волны распространяются в произвольных направлениях.

Однако свет, который сталкивается с околозвездной пылью, отражается преимущественно в нашу сторону, распространяясь вдоль конкретного направления - так же, как свет, отраженный озером, поляризован вдоль направления, параллельного к поверхности водоема.

Команда разработала метод, который блокирует часть света, попадающего в ОБК, и накладывает изображения звезд с различной поляризацией. В результате ученые смогли различить удаленные объекты, угловое расстояние между которыми - всего 15 миллиардных градуса.

"Это все равно, что бы вы были в Сиднее и смотрели на чашку кофе, которая стоит на столе в Мельбурне, и вам удалось определить ее размер", - пояснил господин Норрис.

Ученые увидели, что сложившаяся из пыли сфера, окружающая красных карликов, оказалась меньше, чем предполагали многие модели - ее радиус был не больше двух радиусов самой звезды.

Из-за того, что частицы пыли рассеивают свет по-разному, в зависимости от цвета самого света, попадающего на них, ученые смогли проанализировать данные, полученные от разных цветов, и определить средний размер зерна: немного больше половины тысячной частицы миллиметра.

Это больше, чем ожидалось, и как пояснил господин Норрис, этот размер достаточно большой, чтобы разгадать тайну, каким образом звездная пыль выталкивается в космос. "Частицы пыли - это как много крохотных парусов, в которые дует ветер, или, в нашем случае, свет звезд", - сказал он.

"Механизм, благодаря которому масса движется от звезд, - один из крупнейших вопросов звездной астрономии, который лежит в основе всего нашего понимания того, каким образом тяжелые элементы рассеиваются по галактике. Наше исследование - лишь маленькая часть в решении этой загадки", - добавил ученый.