Переменная звезда Мира Кита в минимуме своей яркости. Photo: David Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Через пять миллиардов лет в нашей солнечной системе можно будет увидеть впечатляющее зрелище - наше Солнце разбухнет, превратится в красного гиганта и поглотит внутренние планеты, включая и Землю. При таких размерах оно будет светить очень ярко. Однако, через год Солнце разширится еще больше, но очень сильно потускнеет, примерно до 1/1000 нынешней яркости и станет почти невидимым, пока снова не начнет сжиматься и уярчатся. Таким образом, Солнце присоединится к классу переменных звезд типа Мира Кита, названного так по названию красного гиганта Мира (omicron Ceti).

Хотя уже несколько сотен лет астрономам известны звезды, драматически меняющие свою яркость, природа такой переменности долго оставалась неясной. Наконец-то двое исследователей (Mark Reid и Joshua Goldston) решили эту давнюю загадку. Ключевым фактором, считают они, является образование светопоглощающих химикалий в газовой атмосфере звезды - такие же химические соединения используются в солнцезащитных кремах.

Многие переменные звезды меняют в небольших пределах свою яркость вследствие пульсаций, становясь то меньше и горячей, то больше и холодней. Но такими пульсациями можно объяснить изменения яркости не более чем в 50 раз. Драматические изменения яркости, видимые в переменных звездах типа Мира Кита, одними только пульсациями объяснить нельзя.

В 1933 году Edison Pettit и Seth Nicholson предположили, что в атмосферах переменных звезд (когда они расширяются и охлаждаются) могут образовываться молекулы окисей металлов. Эти молекулы могут поглощать свет звезды, что и может привести к ее потускнению. Однако, в 1933 году вычислительных мощностей явно не хватало для моделирования такой звезды и подтверждения гипотезы.

Reid и Goldston осознали, что образование молекул типа окиси титана (часто используемой в солнцезащитных кремах) сильно увеличивает непрозрачность звездной атмосферы. В результате, свет от внутренних и горячих областей будет поглощаться, и будет виден только свет от внешних и холодных областей звезды.

Последствия для звезды, в атмосфере которой образовался такой слой из окисей металлов, очень драматичны. Видимая оптическая поверхность такой звезды-гиганта становится еще больше, примерно в четыре раза больше расстояния между Землей и Солнцем. Температура излучающего свет вещества на таких расстояниях очень низка, что приводит к ослаблению яркости звезды в оптическом диапазоне в тысячу и более раз.

На несколько больших расстояниях температура падает еще ниже и могут образовываться силикатные и графитовые пылинки. И действительно, вокруг некоторых переменных типа Мира Кита видны пылевые оболочки. Эта пыль также блокирует свет звезды, что приводит к ее дальнейшему ослаблению.

Результаты этой работы будут опубликованы в апрельском номере научного журнала The Astrophysical Journal.

Переменная звезда Мира Кита в максимуме своей яркости. Photo: David Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics