Системы Вольфа-Райе представляют собой пары умирающих гигантских звезд, которые в последние минуты своего существования извлекают вещества из своих слабых компаньонов. В туманности Апеп танцуют две равные по мощи звезды Вольфа-Райе. Их брат наблюдает за финальным вальсом с расстояния, но вряд ли это поможет ему.
В 2004 году в созвездии Наугольника была обнаружена необычная туманность с вихрящимся газовым облаком. Через 14 лет, во время работы на Очень Большом Телескопе (Very Large Telescope, VLT) в Чили, команда под руководством Джозефа Каллингема детально изучила объект, зарегистрированный в каталогах под индексом 2 XMM J160050.7-514245, особо отметив форму, напоминающую змею, поедающую свой хвост.
Исследователи назвали туманность Апеп (Апофис) в честь египетского бога-змеи, олицетворяющего тьму, зло и разрушение. В 2025 году команде удалось воспользоваться космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST) NASA для получения более глубоких и детализированных наблюдений за Апепом.
Результаты их работы были опубликованы в двух статьях на сервере препринтов arXiv.
Гибель звезд
Перед тем как взорваться как сверхновые, самые массивные звезды Вселенной стремительно сбрасывают свои внешние водородные слои, обнажая тяжелые металлические ядра. Эти небесные тела получили название звезды Вольфа-Райе в честь первых исследователей, которые обнаружили мощные потоки газа, вырывающиеся из этих объектов, значительно более мощные, чем звездный ветер нашего Солнца. Фаза Вольфа-Райе длится всего несколько тысячелетий, что является мгновением ока в космическом масштабе, после чего следует мощный взрыв.
В отличие от одиночного Солнца, многие звезды во Вселенной существуют парами, и такие системы называются двойными (бинарными). Более общее название — кратные звезды, допускающее любое целое число больше одного. Бинарность особенно характерна для наиболее массивных звезд, которые с большой вероятностью пройдут стадию Вольфа-Райе.
Когда авторы исследования впервые описывали Апеп в 2018 году, они обратили внимание на третью, более удаленную звезду, пытаясь выяснить, является ли она частью системы или случайным объектом, попавшим в поле зрения. Однако тогда не удалось однозначно решить этот вопрос.
Когда мощные вихри обреченной звезды Вольфа-Райе сталкиваются с потоком своего более слабого компаньона, происходит резкое сжатие межзвездного вещества. В центре этой раскаленной бури, подобно компрессору сплит-системы, образуется плотная, сравнительно прохладная среда, в которой богатые углеродом ветры могут конденсироваться и превращаться в пыль. Первоначальная углеродная пыль в космосе — это материал, из которого через миллиарды лет сформировались наши тела, и она образовалась именно таким образом.
Пыль из системы Вольфа-Райе выбрасывается почти по прямой линии, а орбитальное движение звезд превращает её в спиралевидную туманность, которая, если смотреть сверху, напоминает струи воды из садового распылителя.
Ученые ожидали, что и Апеп будет иметь вид одной из этих элегантных туманностей в форме вертушки. Однако это оказалось не так.
Равные соперники
Новое изображение было получено с помощью инфракрасной камеры JWST, аналогичной тепловизионным прицелам, используемым охотниками или военными. Горячие материалы отображаются синим цветом, а холодные — зеленым и красным.
Оказалось, что Апеп — это не просто поле неравной битвы, где мощная (хоть и умирающая) звезда-Голиаф нападает на беззащитного Давида. Это две значительные звезды Вольфа-Райе! У соперников почти идентичные по силе ветры, а пыль распространяется очень широким конусом.
Во время наблюдений астрономы заметили, что пыль движется в системе гораздо медленнее звездного ветра. Было высказано предположение, что пыль могла переноситься медленным, плотным потоком с экватора быстро вращающейся звезды. Это редкость для звезд первого (текущего) поколения, но довольно часто встречается у далеких звезд, относящихся к ранней Вселенной (второе и гипотетическое третье население).
Большой брат
Когда авторы исследования впервые описывали Апеп в 2018 году, они отметили третью, более удаленную звезду, пытаясь выяснить, является ли она частью системы или случайным объектом, попавшим в поле зрения. Но тогда решить этот вопрос не удалось.
Новые, более детальные данные JWST показывают, что в туманности Апеп есть еще три удаляющиеся пылевые оболочки. Каждая из них холоднее и тусклее предыдущей и расположены равномерно на фоне вращающейся пыли.