Звезды прячутся за свинцовыми облаками

Когда мы слышим сочетание "свинцовые облака", то речь обычно идет о слишком плотных и темных облаках, а "свинцовыми" их называют за характерный цвет. Недавно группа ученых пришла к выводу, что облака из свинца могут существовать и в действительности, но только не над Землей. Их можно наблюдать в атмосфере так называемых горячих субкарликов.

Хотя свинец является одним из самых тяжелых природных элементов, облака из него могут быть вполне жизнеспособны. Это демонстрируют все модели, исследовавшие химию горячих субкарликов. Последние формируются из красных гигантов, в которые превращаются обычные звезды типа Солнца.

Красными гигантами называют светила, которые уже сожгли свой водород. Ядро таких объектов состоит из гелия, но, так как температура ядерного горения гелия превышает таковую водорода, то возгорания ядра не происходит. Однако, поскольку ядро больше не может выделять энергию, оно начинает быстро сжиматься и нагреваться под воздействием гравитации. В процессе сжатия температура ядра растет, и это приводит к возгоранию окружающего его тонкого слоя. Он начинает выделять энергию, которая выталкивает внешние оболочки звезды наружу.

Читайте также: Субгиганты уничтожают планеты во Вселенной

Несмотря на то, что температура такой звезды не очень высока, из-за большой величины ее радиуса светимость объекта возрастает. Так как со стороны наблюдается красный спектр свечения, такие звезды и получают характеристику красных гигантов. Они раздуваются, теряя свои внешние слои и атмосферу, в том числе и в результате взаимодействия со звездой-компаньоном или другой планетой, если она крупная по размеру и близка к ним.

Остаток красного гиганта должен обладать массой примерно вдвое меньшей, чем солнечная, однако, поскольку к этому моменту весь водород будет уже израсходован, то вместо слияния водорода с образованием гелия в его недрах должна начаться реакция по слиянию ядер этого элемента. По мере того как наружные слои светила станут проваливаться внутрь, излучение из недр звезды, в которых проходит термоядерная реакция, будет вступать в сильное взаимодействие с ионами тяжелых элементов, в том числе свинца, вследствие чего те станут подниматься к поверхности, при этом оставаясь значительно тяжелее гелия.

"Разные ионы будут испытывать разные степени воздействия от излучения: они станут выплывать вверх и опускаться вниз, — считает Саймон Джеффри из Арманской обсерватории (Великобритания). — Все начнет само стратифицироваться в слои, и эти слои затем будут мигрировать вверх и вниз, в зависимости от температуры".

Несмотря на то, что данная теория была разработана уже давно, до недавних пор не удавалось провести наблюдения за горячими субкарликами на столь поздних этапах эволюции: все светила, которые астрономы получили возможность изучить, обладали толстой атмосферой, состоящей в основном из водорода, в которой содержались лишь следы гелия и тяжелых металлов.

Недавно же команде Наслима Ниламкодана из Института астрономии Академии Синика (Тайвань), в которую входит и Саймон Джеффри, удалось отследить поведение горячих субкарликов как раз на нужной стадии эволюции. Оказалось, что действительно, в центре подобного объекта гелий превращается в углерод, а более тяжелые элементы поднимаются к поверхности, как это ни парадоксально.

Проанализировав атмосферы 134 горячих субкарликов, попавших в поле зрения "Очень большого телескопа" Европейской южной обсерватории (Чили), члены научной группы обнаружили в двух из них слои тяжелых металлов. Один из упомянутых объектов расположен на расстоянии 800, а второй — на расстоянии 1 000 световых лет от Земли.

Обе звезды в семь раз горячее нашего Солнца, однако при этом спектральный анализ выявил у обоих небесных тел заметные следы присутствия свинца. Его в 10 000 раз больше, чем в солнечной атмосфере, а толщина свинцового слоя для каждого из карликов составляет приблизительно 100 километров. Помимо этого, в атмосфере одной из звезд имеются признаки циркония и иттрия. Наличие слоев этих довольно экзотичных металлов ранее было предсказано теоретиками, занимавшимися анализом эволюции субкарликов.

Читайте также: Умирающая звезда плюется ядом

Так что наука лишний раз доказала: все, что существует в нашем воображении, обязательно существует и где-то во Вселенной…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"