«Провал в сиянии»: телескоп «Евклид» нашел загадочный разрыв в древнем звездном скоплении

Великолепный новый портрет древнего звездного скопления преподнес ученым неожиданный сюрприз: в яркости его звезд обнаружился хорошо заметный разрыв.

Потрясающее изображение, полученное космическим телескопом «Евклид» Европейского космического агентства (ESA), запечатлело NGC 6397 — одно из ближайших к Земле шаровых скоплений. Это сверкающий рой из сотен тысяч звезд, плотно прижатых друг к другу гравитацией. Однако, когда астрономы присмотрелись внимательнее, они обнаружили внутри этого сияния нечто необычное.

График, на котором звезды были распределены по яркости и цвету, выявил заметный пробел — узкую область, где определенные звезды должны были находиться, но отсутствовали. Эта особенность настолько отчетлива, что визуально выделяется в данных, словно изъян на в остальном гладком распределении светил, говорится в заявлении Научного института космического телескопа (STScI).

Открытие родилось из наблюдений, собранных «Евклидом», чья основная задача — исследование темной материи и темной энергии. Изначально команда изучала движения звезд внутри шарового скопления, используя данные как с «Евклида», так и с космического телескопа «Хаббл». Анализируя информацию о NGC 6397, исследователи вовсе не искали пропавшие звезды. Вместо этого они наткнулись на аномалию, изучая звездное население скопления.

«Открытие было случайным, — рассказал Андреа Беллини, один из ведущих авторов исследования из STScI. — Мы не искали этот пробел, но нашли его».

Разрыв обнаружился среди красных карликов — самого распространенного типа звезд в Млечном Пути. Исследователи полагают, что видимая пустота связана с глубинными изменениями, происходящими внутри звезд, когда они переходят от частично конвективного внутреннего строения к полностью конвективному. Этот сдвиг слегка меняет структуру и светимость звезды, в результате чего на определенных уровнях яркости их остается сравнительно мало.

Продолжение: эхо открытия «Гайи» и новые горизонты

Идея о том, что звездные популяции могут содержать небольшие «недостающие» диапазоны светил, впервые возникла в 2018 году. Тогда миссия ESA «Гайя» выявила едва заметный разрыв в распределении яркости сотен тысяч ближайших звезд. Нанесенные на диаграмму Герцшпрунга — Рассела, данные показали: даже в крупных звездных популяциях распределение не всегда идеально гладкое.

Новые наблюдения «Евклида» развивают эту идею, выявив схожую особенность внутри шарового скопления NGC 6397 — плотно упакованной, почти сферической группы звезд, связанных гравитацией. Такие объекты часто встречаются на окраинах галактик и содержат одни из старейших известных звезд. Снова используя диаграмму Герцшпрунга — Рассела, команда нанесла звезды по светимости и цвету и обнаружила узкую нехватку красных карликов на определенных уровнях яркости.

Поскольку относительно немногие звезды проходят через эту короткую переходную стадию в своей эволюции, на этих значениях светимости возникает соответствующий провал в их количестве. На диаграмме эта нехватка выглядит как тонкий зазор, прорезающий в остальном непрерывную полосу звезд.

«Шаровые скопления — это идеальные лаборатории для изучения звездной эволюции и звездного населения», — отметил Массимо Гриджио, ведущий автор исследования из STScI.

Точная яркость, на которой проявляется пробел, а также свойства участвующих в этом звезд помогают астрономам оценить расстояние до скопления. NGC 6397 — древнее шаровое скопление возрастом около 13,4 миллиарда лет — находится примерно в 8 000 световых лет от Земли в созвездии Жертвенника.

Это первый случай, когда астрономы идентифицировали подобный феномен в шаровом скоплении. Открытие предоставляет новую возможность протестировать модели звездной эволюции на примере одной из старейших и самых густонаселенных звездных систем нашей галактики. Ученые надеются, что дальнейшие наблюдения «Евклида» позволят найти аналогичные пробелы в других скоплениях, что превратит случайную находку в новый инструмент для понимания внутренней жизни звезд.

Результаты исследования были опубликованы 12 мая в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник: по материалам Space.com, заявления Научного института космического телескопа (STScI) и публикации в Astronomy & Astrophysics.