Углеродная звезда
Углеродная звезда — это тип звезды, обычно красного гиганта или, реже, красного карлика, в атмосфере которой содержание углерода превышает содержание кислорода. В таких звездах углерод и кислород образуют монооксид углерода (CO), связывающий почти весь кислород, что приводит к формированию углеродных соединений, придающих звезде характерный красноватый или "черноватый" вид.
История открытия
Углеродные звезды были впервые обнаружены в 1860-х годах итальянским астрономом Анджело Секки, который классифицировал их как звезды IV класса в своей системе спектральной классификации. Позднее, в 1890-х годах, этот класс был переименован в N-класс. Секки наблюдал красные звезды с необычными спектральными линиями, которые оказались связаны с углеродными соединениями.
Астрофизические механизмы
Классические углеродные звезды
Эти звезды образуются на асимптотической ветви гигантов (АВГ) в результате тройного альфа-процесса, при котором гелий в ядре превращается в углерод. Впоследствии углерод переносится к поверхности звезды конвективными процессами, обогащая её атмосферу.
Неклассические углеродные звезды
Часто являются двойными системами, где углеродная звезда получает углерод от компаньона — белого карлика, который ранее был классической углеродной звездой. В таких системах углерод не синтезируется самой звездой, а переносится извне.
Спектральные особенности
Спектры углеродных звезд характеризуются сильными полосами поглощения молекул C₂, CH, CN, C₃ и SiC₂. Из-за высокого содержания углерода в атмосфере классификация их спектров затруднена, так как углеродные соединения маскируют стандартные температурные линии.
Существует несколько систем классификации углеродных звезд:
R- и N-классы (по Гарвардской классификации) — основаны на интенсивности углеродных линий.
C-система Моргана-Кинана — учитывает как температуру, так и избыток углерода (например, звезда La Superba имеет класс C5,4).
Примеры углеродных звезд
IRC+10216 (CW Льва) — одна из самых изученных углеродных звезд, окружённая плотной газопылевой оболочкой. В её спектре обнаружено более 70 углеродных соединений, а также неожиданное присутствие водяного пара, образование которого объясняется воздействием ультрафиолетового излучения на молекулы CO и SiO.
U Жирафа (U Cam) — звезда на поздней стадии эволюции, сбрасывающая газовые оболочки.
MAG 29 — углеродная звезда в карликовой галактике Скульптор, важная для изучения пылеобразования в ранней Вселенной.
Роль в космической эволюции
Углеродные звезды играют ключевую роль в обогащении межзвездной среды углеродом и другими элементами, что способствует образованию новых звёзд, планет и даже потенциально жизни. В ранней Вселенной они могли быть основными источниками космической пыли.
Углеродные планеты
Некоторые исследования предполагают, что вокруг углеродных звезд могут формироваться планеты, богатые графитом, карбидами и даже алмазами, в отличие от силикатных планет, подобных Земле. Такие планеты могут иметь атмосферы, состоящие из метана и монооксида углерода.
Углеродные звезды представляют собой важный этап звёздной эволюции и ключевой источник тяжёлых элементов во Вселенной. Их изучение помогает понять процессы нуклеосинтеза, химическую эволюцию галактик и возможные условия для возникновения жизни.