Международная группа астрономов, работавшая на космическом телескопе Hubble, определила, откуда берутся очень необычные и очень редко встречающиеся звезды, которые называют "экстремальными гелиевыми звездами". Первая такая звезда, которая в каталоге имеет название HD 124448, была открыта в 1942г Дэниелом М. Поппером (Daniel M. Popper) из Чикагского университета. Открытие было сделано в обсерватории Макдоналда в Остине. И с тех пор за более чем 60 лет наблюдений было обнаружено немногим более двух десятков таких звезд.
Это действительно очень необычные звезды. По размерам они супергиганты, но по массе они легче нашего Солнца, а их температура намного выше, чем у Солнца. В их составе почти нет водорода, который является основным компонентом для звезд всех других типов. Эти звезды состоят главным образом из гелия, но в их составе также присутствуют в заметных количествах углерод, азот и кислород, а также следы всех других стабильных химических элементов. Поэтому их и назвали "экстремальными гелиевыми звездами".
Такие звезды не могут образовываться из облаков гелия по той простой причине, что таких облаков в нашей галактике просто не существует. Кроме того, экстремальная гелиевая звезда не может образоваться из обычной звезды, хотя в ходе термоядерной реакции в недрах обычных звезд водород превращается в гелий (этот гелий находится в горячем ядре звезды, и чтобы его присутствие можно было заметить в телескоп гелий должен выйти на поверхность, а для этого звезда должна сжечь почти весь свой водород).
Около 20 лет назад два астронома из университета Иллинойса - Рональд Веббник (Ronald Webbink) и Ико Айбен (Icko Iben) - представили теорию, согласно которой экстремальные гелиевые звезды образуются при слиянии двух белых карликов. Белые карлики - это конечная стадия эволюции звезд, подобных нашему Солнцу. В них уже выгорел почти весь водород и, соответственно, в их составе много гелия, но есть также углерод и кислород. Пара белых карликов в непосредственной близости друг от друга может оказаться, если раньше каждая из этих звезд была нормальной звездой, и они образовывали двойную звездную систему. Веббник и Айвен высказали гипотезу, что в некоторых случаях одна из звезд двойной системы в ходе эволюции может превратиться в белого карлика с высоким содержанием гелия, а вторая звезда - в белого карлика с высоким содержанием углерода и кислорода. За миллиарды лет вращения вокруг общего центра тяжести эти две звезды будут постепенно терять свою энергию, а это означает, что радиусы их орбит будут постепенно уменьшаться. В итоге гелиевый белый карлик будет поглощен более массивным углеродно-кислородным белым карликом и образуется одна звезда - гелиевый супергигант. Причем картина этого слияния выглядела следующим образом: гелиевый белый карлик разрывается на части и его останки образуют толстый диск вокруг углеродно-кислородного белого карлика, а затем очень быстро (буквально за несколько минут) этот гелиевый диск под действием гравитационных сил втягивается в углеродно-кислородный белый карлик. То, что происходит потом, зависит от массы новой звезды. Если она превышает предел Чандрасекхара, то звезда взрывается как сверхновая типа Ia, а если масса звезды ниже этого предела, то звезда начинает раздуваться до состояния супергиганта. Это и будет экстремальная гелиевая звезда.
Проверить эту гипотезу удалось только спустя 60 лет после открытия первой гелиевой звезды. Ученые под руководством доктора Гаджендра Панди (Gajendra Pandey) и профессора Камешвара Рао (N. Kameswara Rao) из Индийского института астрофизики в Бангалоре провели анализ детальных спектров 7 гелиевых звезд (LSE 78, BD +10 2179, V1920 Cyg, HD 124448, PV Tel, LS IV-1 2 и FQ Aqr) с помощью трех астрономических инструментов: телескопа Хаббла, 2,7-метрового телескопа Харлана Дж. Смита в обсерватории Макдоналда Техасского университета в Остине и индийского 2,3-метрового телескопа Вайну Баппу в Кавалуре. Кроме того, были получены и исследованы оптические спектры гелиевых звезд BD +10 2179, V1920 Cyg и HD 124448 и проведен повторный анализ спектров звезд LSE 78, HD 124448 и PV Tel.
В ходе исследований удалось определить процентное содержание гелия, водорода, углерода и других элементов в гелиевых звездах, включая иридий и цирконий. Результаты анализа состава гелиевых звезд подтвердили предсказания астрономов относительно их происхождения. Сам процесс формирования гелиевых звезд, по мнению ученых, выглядит так: гелиевый белый карлик взрывается и образует плотный диск вокруг углеродного белого карлика. Вещество диска в течение нескольких минут поглощается углеродной звездой. Дальнейший процесс зависит от массы образовавшейся звезды — если она превысит так называемый предел Чандрасекара, то звезда взорвется, как сверхновая. Если же масса образовавшейся звезды окажется ниже этого предела, то звезда «раздуется» до огромных размеров и превратится в сверхгигантскую гелиевую звезду. (по материалам Spaceflight Now)
