Інфрачервоні зірки та їх пошук астрономами

Вже більше 30 років тривають пошуки гіпотетичних протозірок з температурою близько 1000° К, які, як припускають астрономи, утворюються з хмар міжзоряної речовини під впливом гравітаційного стиснення. Такі об’єкти повинні випускати потужне випромінювання в інфрачервоному діапазоні і дуже слабке — в діапазоні видимого світла.

Фотографування окремих ділянок неба через світлофільтри дозволило виявити кілька тисяч зірок, які на хвилі 8500 А (близька інфрачервона область) виявилися щонайменше на чотири зоряні величини яскравіше, ніж на хвилі 6800 А. Подібні дослідження проводив Ч. Хетцлер в Йоркській обсерваторії, а пізніше Е. Аро і X. Чавіра на мексиканській обсерваторії Тонантцинтла. Всі найбільш “червоні” зірки, знайдені ними, ймовірно, належать до класу холодних довгоперіодичних змінних зірок, прототипом яких є добре відома змінна зірка Світу Кита. Але жодну з них не можна було назвати «істинно» інфрачервоною протозіркою.

Група астрономів Каліфорнійського технологічного інституту спробувала виявити дуже холодні зірки в діапазоні хвиль більше мікрона (10 000 А). Інфрачервоний телескоп і фотометр, які призначалися для огляду неба, були встановлені на обсерваторії Маунт Вілсон і працювали на довжинах хвиль 22 000 і 8500 А. В інфрачервоному діапазоні випромінювання двох найбільш червоних зірок, відкритих в декількох градусах від Асоціації Лебідь VI, відповідає випромінюванню «чорного тіла» з температурою близько 1000° К, але по спектральному класу ці зірки відносяться до надгігантів з температурою приблизно 7000° К. Розбіжність між уявними температурами «чорного тіла» і дійсними температурами, виведеними з спостережуваних інтенсивностей спектральних ліній, пояснюється вибірковим поглинанням в щільних міжзоряних хмарах. Ці хмари непрозорі на коротких хвилях, і подібний «міжзоряний фільтр» перетворює будь-яку зірку в уявну інфрачервону.

«Помилкові» інфрачервоні зірки в основному сконцентровані в площині нашої Галактики, найбільше їх зосереджено по краях щільних темних туманностей в Чумацькому Шляху. Ймовірно, дуже помітне почервоніння переважної більшості нововідкритих зірок викликане міжзоряною речовиною, що знаходиться переважно в галактичній площині на півдорозі між Землею і джерелом світла.

Мабуть, дуже інтенсивне поглинання в центрах темних туманностей призводить до того, що «червоні» зірки «проглядають», головним чином, по краях міжзоряних хмар, що служать «міжзоряними фільтрами». Це означає, що темні туманності щільніше і непрозоріше, ніж вважалося раніше.

Як же виділити “справжні” інфрачервоні зірки, як ототожнити їх? Мексиканський астроном А. Поведа висловив гіпотезу про те, що на початковому етапі розвитку сонячної системи речовина, з якої сформувалися планети, утворила навколо Сонця сфероїдальну туманність. Фактично можна припустити, що всі зірки після того як вони сконденсуються, повинні бути оточені щільними «залишковими» туманностями, які можуть розвинутися в планетні системи. Протопланетна хмара, ймовірно, складається з відносно невеликих частинок розміром близько 1-20 мк і майже повністю непрозора для видимого світла.

Підраховано, що якщо масу, що міститься в нашій планетній системі, розділити на маленькі частинки і розподілити у вигляді однорідної навколосонячної хмари, ці частинки майже повністю перешкодять поширенню сонячного випромінювання, і Сонце перетвориться в «уявну» інфрачервону зірку. Залежно від умов, інфрачервоне випромінювання може відповідати випромінюванню «чорного тіла» з температурою 400-1000° К. Система «зірка, що розвивається (з температурою 5000-8000° К) і її протопланетна хмара» буде являти собою «справжню» інфрачервону зірку саме такого типу, який шукають астрономи.

А. Поведа передбачив, що зірки типу Т Тельця, можливо, є дуже яскравими в інфрачервоному діапазоні завдяки навколишнім навколозоряним допланетним хмарам, перевипромінюючим інфрачервоне світло і такими, що мають температуру близько 500°К.

Мексиканський астроном Е. Мендос виміряв яскравість цих зірок в діапазоні хвиль від 5 мк до ультрафіолетових і виявив, що відповідно передбаченню А. Поведи всі вони занадто яскраві в інфрачервоних променях, щоб це узгоджувалося з їх спостережуваними спектральними класами в оптичному діапазоні. Як підтвердив американський дослідник Ф. Лоу, майже вся енергія, наприклад, зірки R Єдинорога випромінюється в інфрачервоному діапазоні, причому це інфрачервоне випромінювання не узгоджується з її спектром (приблизно сонячного типу) у видимих променях. Таким чином, спостереження зірки R Єдинорога та інших зірок типу Т Тельця, проведені в далекій інфрачервоній області, а також теоретичні пояснення цих спостережень припускають, що величезна кількість або навіть більшість зірок типу Сонця можуть мати планетні системи.

Отже, пошук дуже «холодних» зірок призвів до відкриття довгоперіодичних зірок, що відносяться до типу Світу Кита, ймовірно, найбільш «холодних» з відомих досі; щільних і вкрай непрозорих темних міжзоряних туманностей Чумацького Шляху, що служать, можливо, «місцем розмноження» зірок; оточуючих молоді гарячі зірки «залишкових» навколо-зоряних холодних хмар, які, можливо, можуть являти собою планетні системи, що знаходяться на ранньому етапі свого розвитку.

Якщо подібна інтерпретація вірна, то більшість зірок типу Сонця повинна мати планетні системи, причому деякі з них, очевидно, аналогічні нашій планетній системі.

Автор: Science.