Голубая отставшая звезда — это тип звезды , которая более яркая и голубая, чем ожидалось. Обычно идентифицируемые в звездном скоплении , они имеют более высокую эффективную температуру , чем точка поворота главной последовательности скопления, где обычные звезды начинают развиваться в направлении ветви красных гигантов . Голубые отстающие были впервые обнаружены Алланом Сэндеджем в 1953 году при выполнении фотометрии звезд шарового скопления M3 . [1] [2]
Стандартные теории звездной эволюции утверждают, что положение звезды на диаграмме Герцшпрунга – Рассела должно почти полностью определяться начальной массой звезды и ее возрастом. В скоплении все звезды образовались примерно в одно и то же время, и, таким образом, на диаграмме H – R скопления все звезды должны лежать вдоль четко определенной кривой, заданной возрастом скопления, с положением отдельных звезд на ней. кривая определяется исключительно их начальной массой . Обладая массой в два-три раза большей, чем у остальных звезд скопления главной последовательности, голубые отставшие звезды кажутся исключением из этого правила. [3] Решение этой проблемы, вероятно, связано с взаимодействием двух или более звезд в плотных пределах скоплений, в которых обнаружены голубые отстающие. Голубые отставшие звезды также встречаются среди звезд поля, хотя их обнаружение труднее отличить от настоящих массивных звезд главной последовательности. Однако отставшие голубые поля можно идентифицировать в галактическом гало, поскольку все сохранившиеся звезды главной последовательности имеют малую массу. [4]
Было предложено несколько объяснений существования синих отставших. Самый простой состоит в том, что голубые отставшие звезды образовались позже остальных звезд в скоплении, но доказательства этого ограничены. [6] Еще одно простое предположение состоит в том, что голубые отставшие звезды — это либо звезды поля, которые на самом деле не являются членами скоплений, к которым они, по-видимому, принадлежат, либо звезды поля, захваченные скоплением. Это тоже кажется маловероятным, поскольку синие отставшие люди часто проживают в самом центре кластеров, к которым они принадлежат. Наиболее вероятное объяснение состоит в том, что голубые отставшие звезды являются результатом того, что звезды подошли слишком близко к другой звезде или объекту аналогичной массы и столкнулись . [7] Таким образом, новообразованная звезда имеет более высокую массу и занимает на диаграмме HR положение, которое было бы занято действительно молодыми звездами.
Два наиболее жизнеспособных объяснения существования синих отстающих предполагают взаимодействие между членами скопления. Одно из объяснений состоит в том, что это нынешние или бывшие двойные звезды , которые находятся в процессе слияния или уже это сделали. Слияние двух звезд привело бы к созданию одной более массивной звезды, потенциально с массой большей, чем у звезд в точке поворота главной последовательности . В то время как звезда, рожденная с массой большей, чем у звезд в точке поворота, будет быстро эволюционировать за пределами главной последовательности, компоненты, образующие более массивную звезду (путем слияния), тем самым задержат такое изменение. Есть свидетельства в пользу этой точки зрения, в частности, то, что голубые отстающие скопления гораздо чаще встречаются в плотных областях скоплений, особенно в ядрах шаровых скоплений . Поскольку в единице объема содержится больше звезд, столкновения и близкие сближения гораздо более вероятны в скоплениях, чем среди звезд поля, и расчеты ожидаемого числа столкновений согласуются с наблюдаемым количеством голубых отставших. [7]
Один из способов проверить эту гипотезу — изучить пульсации переменных синих отстающих. Астеросейсмологические свойства слившихся звезд могут заметно отличаться от свойств типичных пульсирующих переменных аналогичной массы и светимости. Однако измерение пульсаций весьма затруднительно, учитывая немногочисленность переменных голубых страглеров, малые фотометрические амплитуды их пульсаций и густонаселенность полей, в которых часто встречаются эти звезды. Было замечено, что некоторые голубые отставшие звезды вращаются быстро, причем один пример из 47 Tucanae вращался в 75 раз быстрее Солнца , что согласуется с образованием в результате столкновения. [9]
Другое объяснение основано на переносе массы между двумя звездами, рожденными в двойной звездной системе. Более массивная из двух звезд в системе будет развиваться первой и по мере расширения выйдет за пределы своей полости Роша . Масса быстро перейдет от изначально более массивного компаньона к менее массивному и, как и гипотеза столкновения, объясняет, почему звезды главной последовательности будут более массивными, чем другие звезды в скоплении, которые уже развились за пределами главной последовательности. [10] Наблюдения за голубыми отставшими людьми показали, что у некоторых из них в фотосферах содержится значительно меньше углерода и кислорода , чем обычно, что является свидетельством того, что их внешний материал был выкопан изнутри компаньона. [11] [12]
В целом, есть доказательства в пользу как столкновений, так и переноса массы между двойными звездами. [13] В M3 , 47 Tucanae и NGC 6752 , похоже, действуют оба механизма: столкновительные синие отстающие скопления занимают ядра скоплений, а синие отстающие массопереносчики — на окраинах. [14] Открытие маломассивных белых карликов- компаньонов вокруг двух голубых отставших галактик в поле Кеплера позволяет предположить, что эти два голубых отставших звезды набрали массу за счет стабильного массопереноса. [15]
Голубые отставшие звезды встречаются и среди звезд поля в результате тесного двойного взаимодействия. Поскольку доля тесных двойных систем увеличивается с уменьшением металличности, голубые отстающие звезды с большей вероятностью можно будет обнаружить в бедных металлами звездных популяциях. Однако идентификация голубых отставших среди звезд поля труднее, чем в звездных скоплениях, из-за сочетания звездного возраста и металличности среди звезд поля. Однако отставших голубых полей можно идентифицировать среди старых звездных популяций, таких как галактическое гало или карликовые галактики. [4]
«Желтые отставшие» или «красные отставшие» — это звезды, цвета которых находятся между цветом поворота и ветви красных гигантов, но ярче, чем ветвь субгигантов . Такие звезды были идентифицированы в рассеянных и шаровых звездных скоплениях. Эти звезды могут быть бывшими голубыми звездами-отставниками, которые сейчас эволюционируют в сторону гигантской ветви. [16]
