Некоторые звезды производят пыль. Но в отличие от того, что находится под тумбой под телевизором, эта пыль играет важную роль в общей светимости галактики. В новом исследовании ученые использовали данные многолетних наблюдений, чтобы увидеть, как межзвездная пыль коррелирует с яркостью звезды.
Звезды асимптотической ветви гигантов (AGB) обычно немного старше и крупнее нашего Солнца. Они также являются основными производителями космической пыли, особенно тех, которые метко называют «пыльными звездами AGB». Поскольку звезды AGB — это раздутые красные гиганты, их внешняя атмосфера холодная, что позволяет конденсации и радиационному давлению выталкивать пыль наружу.
Межзвездная пыль является ключевым компонентом в формировании твердых объектов, в том числе планет. Несмотря на исследования, изучающие происхождение этой пыли, этот процесс не совсем понятен. Считается, что некоторые звезды AGB контролируют образование пыли за счет расширения и сжатия своих внешних слоев — явления, называемого звездной пульсацией, которое вызывает изменения светимости звезды.
Исследование взаимосвязи между звездной пульсацией и образованием пыли требует мониторинга в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне. ИК-излучение испускается любым объектом, который излучает тепло, поэтому почти все небесные объекты излучают некоторое количество ИК-излучения. Длина волны, при которой объект излучает наиболее интенсивно, зависит от его температуры, а это означает, что некоторые длины волн ИК-излучения лучше подходят для изучения одних объектов, чем другие. Средний ИК-диапазон работает в диапазоне температур от 10 до 140 Кельвинов (от -263 °C/-442 °F до -133 °C/-208 °F) и может использоваться для наблюдения за планетами, кометами, астероидами и, что важно, пыль, согретая звездным светом.
Исследователи из Токийского университета использовали данные двух космических ИК-телескопов, используемых на спутниках AKARI и WISE, чтобы понять взаимосвязь между пылью звезд AGB и их яркостью.
«Мы изучаем звезды, и инфракрасный свет от них является ключевым источником информации, которая помогает нам раскрыть их секреты», — сказал Кенго Тачибана, ведущий автор исследования. «До недавнего времени большая часть данных IR была получена из опросов за очень короткий период из-за отсутствия передовых специализированных платформ. Но такие миссии, как AKARI и WISE, позволили нам проводить более длительные исследования».
Выведенный из эксплуатации с 2011 года, AKARI был первым японским спутником, предназначенным для наблюдения в ИК-диапазоне и наблюдения за небом в ближнем, среднем и дальнем ИК-диапазоне. Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) был космическим ИК-телескопом НАСА, первоначально запущенным в декабре 2009 г., переведенным в режим гибернации в феврале 2011 г. и возвращенным к жизни в 2013 г. НЕОВИЗ).
Объединив данные среднего ИК-диапазона, собранные AKARI и WISE, исследователи смогли получить данные долгосрочных наблюдений. Исследование является крупнейшим в области изменчивости в среднем ИК-диапазоне, мера количества пыли, которую производит звезда.
Исследователи обнаружили корреляцию между интенсивностью света пылевых звезд AGB и вариациями в их образовании пыли.
«Благодаря длительным ИК-наблюдениям мы обнаружили, что свет от пыльных AGB меняется», — сказал Тачибана. «Мы также обнаружили, что сферические оболочки пыли, создаваемые и затем выбрасываемые этими звездами, имеют концентрации пыли, которые меняются в соответствии с изменениями светимости звезд. Из 169 исследованных пылевых АГБ, независимо от периода их изменчивости, концентрации пыли вокруг них будут совпадать. Поэтому мы уверены, что они связаны».
Это исследование было только началом для исследователей, которые намереваются изучить механизмы образования межзвездной пыли с помощью инфракрасных наблюдений, полученных обсерваторией Атакама Токийского университета в Чили. , что может помочь раскрыть больше информации о том, как формировалась наша собственная Солнечная система.
Исследование было опубликовано в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.
