Наприкінці життя масивні зірки проходять через короткі, але надзвичайно бурхливі фази еволюції. Одна з них — стадія B[e]-надгіганта, коли зірка інтенсивно втрачає речовину і формує навколо себе холодний щільний диск, багатий на молекули та пил. Такі диски — своєрідний архів: у них записана вся історія масовтрати зірки, і саме вони визначають, як події розгортатимуться далі.
LHA 115-S 18 — один із таких об'єктів, розташований у Малій Магеллановій Хмарі, карликовій галактиці-супутнику Чумацького Шляху. Команда астрономів отримала для цієї зірки нові спектри високої роздільної здатності в ближньому інфрачервоному діапазоні. Результат перевершив очікування: серед добре відомих molekулярних та воднєвих ліній дослідники виявили те, чого раніше в атмосфері жодного B[e]-надгіганта не фіксували.
Кільце з монооксиду вуглецю та вітер із водню
Перше, що впадає в очі у спектрах LHA 115-S 18, — емісія молекул чадного газу (CO), розширена внаслідок обертання. Форма цих ліній добре узгоджується з кеплерівським молекулярним кільцем — тобто структурою, що обертається за законами гравітації навколо центральної маси, подібно до того, як планети обертаються навколо зірки.
Поруч із цим у спектрах в обох діапазонах, H та K, зафіксовані потужні лінії водню, характерні для зоряного вітру. Додатково дослідники нарахували численні емісійні лінії металів. Усе це — очікувана картина для B[e]-надгіганта: гарячої зірки, оточеної складною багатошаровою структурою з газу і пилу.
Гаряча водяна пара там, де її не мало бути
Найнесподіванішим результатом стало виявлення емісії гарячої водяної пари (H₂O). Це перша реєстрація молекул води в оточенні B[e]-надгіганта за всю історію спостережень цього класу зірок.
Досі вважалося, що середовище навколо таких об'єктів надто вороже для існування молекул води: інтенсивне випромінювання і жорсткий ультрафіолет мали б швидко руйнувати будь-які молекулярні сполуки. Присутність H₂O свідчить про інше — навіть у настільки екстремальних умовах існують протяжні ділянки, достатньо холодні й щільні, щоб молекули води вижили і випромінювали.
Це змушує переглянути уявлення про структуру навколозоряного середовища B[e]-надгігантів: поряд із гарячим вітром і кеплерівським кільцем CO мають існувати додаткові, більш холодні кишені газу, які раніше не враховувалися в моделях.
Зсув швидкостей натякає на подвійну систему
Ще одна деталь спектрів додає інтриги. Радіальна швидкість молекулярного газу виявилася зміщеною відносно швидкості воднєвої емісії ліній Пфунда. Такий зсув — типова ознака подвійної системи, де дві зірки обертаються навколо спільного центру мас.
Якщо це підтвердиться, молекулярне кільце навколо LHA 115-S 18, найімовірніше, є циркумбінарним — тобто оточує одразу обидві зірки системи, а не лише одну з них.
The discovery of hot H2O around the B[e] supergiant star LHA 115-S 18 challenges classical models on evolution and chemistry of massive binary starsM. L. Arias et al., дослідники з arXiv:2603.22334
Підтвердження подвійності та циркумбінарної природи диска матиме наслідки далеко за межами одного об'єкта. Класичні моделі еволюції масивних подвійних зірок не передбачали настільки складної хімії викидів. Присутність води поруч із CO-кільцем означає, що процеси збагачення міжзоряного середовища молекулами навколо таких зірок значно різноманітніші, ніж вважалося раніше.
