Нункі, третя за яскравістю зірка сузір'я Стрільця, тисячоліттями правила орієнтиром для мореплавців і астрономів. Аж до нещодавнього часу її вважали одиночною гарячою зіркою з незвично швидким обертанням. Нове дослідження на основі даних інтерферометра VLTI показало інше: Нункі — тісна подвійна система, і саме вона тепер є найближчим до Сонця кандидатом на колапс ядра — фінальну стадію еволюції масивних зірок, що часто закінчується спалахом наднової.
Відстань до системи становить приблизно 69 парсеків, або близько 220 світлових років. За космічними мірками це буквально сусідній під'їзд: більшість зірок, здатних завершити життя колапсом ядра, розташовані на тисячі світлових років далі.
Орбіта, зібрана по крихтах
Першим натяком на подвійність стало спостереження приладу VLTI/GRAVITY, яке показало Нункі як пару зірок із проєктивною відстанню між ними лише 0,60 а.о. Щоб визначити повну орбіту, автори дослідження — Айдель Вайсберг і Боаз Кац — додали до цих даних три архівні спостереження іншого приладу, PIONIER, а також одне спостереження методом MAPPIT.
Об'єднавши всі точки, дослідники отримали параметри орбіти: велика піввісь 1,26 а.о. з похибкою 0,05 а.о., період обертання 134,779 діб. Маси компонентів виявилися майже однаковими — 6,5 і 6,3 маси Сонця. Ексцентриситет орбіти становить 0,492, тобто зірки то зближуються, то розходяться далі, ніж на середню відстань.
Окремо звертає увагу низький нахил орбіти — лише 19,7° відносно променя зору. У поєднанні з високою проєктивною швидкістю обертання головної зірки (близько 160 км/с) і відсутністю навколозоряного диска, який зазвичай супроводжує швидко обертові гарячі зорі, це натякає на розбіжність між напрямком осі обертання зірки й площиною орбіти пари.
Як подвійність ховалася від спектроскопії
Найбільша інтрига дослідження — не сам факт подвійності, а те, як довго вона лишалася непоміченою. Автори проаналізували два архівні спектри Нункі й показали механізм: коли дві зірки мають майже однакову масу, а їхні лінії поглинання швидко обертаються й через це сильно розширені, різниця радіальних швидкостей компонентів може бути в кілька разів меншою за ширину самих ліній.
У такому випадку два спектри просто зливаються в один, і система виглядає як звичайна одиночна зоря навіть при уважному спектроскопічному аналізі. Це пояснює, чому подвійну природу Нункі виявили лише завдяки прямим інтерферометричним вимірюванням, а не класичною спектроскопією.
Злиття як імовірний фінал
Ексцентрична орбіта означає, що коли головна зірка розшириться приблизно до 50 сонячних радіусів — а масивні зорі неминуче розширюються, вичерпуючи водень у ядрі, — вона переповнить свою порожнину Роша саме в момент найбільшого зближення пари. Це явище називають ексцентричним переливанням речовини через порожню Роша.
Найімовірніший наслідок такого переливання — злиття двох зірок в один об'єкт масою понад 10 сонячних мас. Подальша доля такого зорі — це вже класичний сценарій еволюції масивної одиночної зірки: вичерпання ядерного палива, колапс ядра і, можливо, вибух наднової.
Нункі, Спіка і Беллатрікс
Автори порівнюють Нункі з двома іншими кандидатами на колапс ядра — Спікою і Беллатрікс, обидві на відстані близько 77 парсеків. Оскільки Нункі розташована ближче — на 69 парсеках — вона перебирає титул найближчого кандидата на колапс ядра до Сонця.
Окремо дослідники перевірили Беллатрікс тим самим приладом GRAVITY і не знайшли жодного близького супутника з відношенням яскравості в K-діапазоні вище 1%. Це закриває питання, яке піднімалося раніше: Беллатрікс не є тісною подвійною системою рівних мас, як дехто підозрював.
