Массивные звезды — это главные архитекторы и двигатели космической эволюции. Несмотря на свою короткую продолжительность жизни, они коренным образом меняют окружающую среду: их интенсивное излучение и мощные звездные ветры запускают рождение новых звезд и определяют облик целых галактик. В их недрах выковывается химический фундамент нашего мира — от кислорода, которым мы дышим, до железа в нашей крови. Изучение таких гигантов в условиях экстремально-низкой металличности — это ключ к пониманию того, как функционировала Вселенная в эпоху первых звезд, которую сегодня активно исследует космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST).

    Особое место в этой картине занимают яркие голубые переменные (LBV) — очень массивные звезды на краткой и крайне нестабильной финальной стадии эволюции. Амплитуда их оптической переменности с характерными временами в годы достигает 1-2 звездных величин. При этом значительно меняется температура излучающего слоя, но болометрическая светимость остается почти постоянной. Именно в этот период они теряют значительную часть массы, выбрасывая еe в окружающее пространство в виде мощных ветров и катастрофических извержений. Из-за очень короткого времени пребывания массивной звезды в этой фазе, таких звезд известно не более сотни. Подавляющее большинство их найдено в нашей Галактике и ближайших массивных галактиках. Поэтому содержание тяжелых элементов («металлов») в них сравнимо с солнечным или несколько меньше. Именно металлы определяют непрозрачность вещества для излучения, идущего из центра звезды и определяют силу его давления на внешние слои и эффективность ветра.

    Современные теоретические модели предсказывают, что даже при дефиците «металлов» массивные звезды могут проявлять активность типа LBV. Однако проверка этих моделей долгое время оставалась невозможной из-за исключительной редкости таких объектов в Местной Вселенной. Объект DDO68-V1, расположенный в галактике DDO68 в 40 миллионах световых лет от нас, был открыт в 2008 г. в Специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук как LBV в начале стадии гигантского извержения и стал уникальной естественной лабораторией: его металличность в 40 раз ниже солнечной, что делает его ближайшим аналогом звезд ранних эпох.

    Восьмилетний мониторинг DDO68-V1 на крупнейшем российском телескопе БТА и 1-м телескопе Цейсс-100 САО РАН, 2.5-м телескопе КГО ГАИШ МГУ подтвердил теоретические прогнозы и принес неожиданный результат. После «гигантского извержения» 2009-2014 гг. у звезды обнаружена исключительно сильная переменность: амплитуда вариаций блеска составила 3-3.5 звездных величины на шкале около года. Это в несколько раз превышает показатели типичных LBV и указывает на то, что в условиях низкой металличности физические механизмы нестабильности могут проявляться гораздо радикальнее, чем считалось ранее. Возможно также что огромные вариации связаны с тем, как сверхмассивные звезды приходят в себя после катастрофических извержений.

    Данный результат дает уникальные данные для калибровки моделей эволюции первых звезд и помогает астрофизикам правильно интерпретировать процессы обратной связи в галактиках в ранней Вселенной.

Рис. 1. Показана оригинальная кривая блеска всей области K3 (в которой находится LBV) в фильтре V (разность реальной величины относительно минимального уровня блеска) начиная с 1995 г.

Рис. 2. Показана реальная кривая блеска LBV DDO68-V1, полученная вычитанием постоянной «подложки» из оригинальной кривой. Переменность блеска, напоминающая тип переменности S Doradus, но с амплитудой до 3-3.5 зв. величин наблюдается в течение 2015-2023 гг.

Работа выполнена в рамках государственного задания САО РАН и частично с поддержкой гранта Минобрнауки России.

Опубликовано:
1. Pustilnik S.A., Perepelitsyna Y.A., Vinokurov A.S., Egorova E.S, Moskvitin A.S., Goransky V.P., Burenkov A.N., Maslennikova O.A., Spiridonova O.I. Monitoring of DDO68 “Northern Ring” SF Regions in 2016-2023, 2024, Astroph. Bulletin, v.79, 593-612.
2. Pustilnik S.A., Perepelitsyna Y.A. The variability of DDO68-V1, a unique, extremely metal-poor luminous blue variable, 2025, Astronomy & Astrophysics Letters, 695, L7.