Мирида

Мириды — класс пульсирующих переменных звёзд, названный по имени звезды Мира из созвездия Кита. К этому классу относятся звезды поздних спектральных классов с изменениями блеска от 2,5 до 11 звёздных величин в видимом диапазоне. Амплитуда вариаций в ИК-диапазоне, как правило, меньше 2,5 и в K-диапазоне даже не превышает 0,9. Период их пульсации может составлять от 80 до 1000 дней[1].

Ультрафиолетовый снимок Миры, полученный с телескопа «Хаббл»

Мириды — гиганты, находящиеся на конечных этапах звёздной эволюции, которые в течение нескольких миллионов лет сбрасывают свою внешнюю оболочку и превращаются в белые карлики.

Полагают, что масса мирид не превышает двух солнечных масс, однако их светимость в тысячи раз больше солнечной из-за расширенной внешней оболочки. Считается, что пульсация мирид обусловлена периодическим сжатием и расширением этих звезд. Это вызывает изменения радиуса и температуры, что приводит к вариации светимости. Ранние модели мирид подразумевали, что звезды остаются сферически симметричными во время этих процессов, однако недавно выдвинута гипотеза, что это не так[2].

Кривая блеска χ Лебедя.

Ранние модели мирид предполагали, что звезда остаётся сферически-симметричной в течение процесса пульсации (в основном, это помогало сократить расчёты при компьютерном моделировании). Недавний обзор мирид показал, что 75% систем с миридами, которые удалось разрешить на телескопе IOTA, не являются сферически-симметричными[3], что согласуется с предыдущими наблюдениями отдельных мирид[4][5][6], поэтому необходимо моделировать трёхмерную структуру на суперкомпьютерах[7].

Хотя многие мириды схожи по структуре и поведению, это все же гетерогенный класс переменных звезд, отличающихся по возрасту, массе, периоду пульсации и химическому составу. Например, у многих звезд, таких как R Зайца, в спектре преобладает углерод, что свидетельствует о переносе вещества из ядра на поверхность. Это вещество часто формирует пылевой покров, который делает звезду то тусклее, то ярче.

Мириды могут быть богаты кислородом или углеродом. Богатые углеродом звёзды, такие как R Зайца, возникают лишь в узком наборе условий, при которых прекращается характерная для звёзд асимптотической ветви гигантов тенденция поддержания избыточного количества кислорода над углеродом из-за перемешивания вещества[8]. В пульсирующих звёздах асимптотической ветви гигантов, таких как Мира, ядерные реакции протекают в чередующихся слоевых источниках из водорода и гелия, при которых происходит периодическое глубокое перемешивание. При этом углерод из оболочки, где горит гелий, переносится на поверхность, что и формирует углеродную звезду. Однако в звёздах с массой более 4M_⊙ происходит режим реакций, при котором нижние области конвективной зоны достаточно горячие для CNO-цикла, в котором большая часть углерода разрушается еще до того, как достигнет поверхности. Таким образом, более массивные звёзды не могут стать богатыми углеродом[9].

Мириды быстро теряют массу, это вещество часто формирует пылевые оболочки вокруг звезды. В некоторых случаях условия оказываются удачными для формирования мазерного источника[10].

Небольшое количество мирид, по-видимому, меняет период пульсации с течением времени: период растет или уменьшается на значительную долю (до коэффициента 3) в течение нескольких десятилетий или нескольких веков. Считается, что этот эффект является следствием тепловых пульсаций, при которых гелиевая оболочка повторно запускает реакции в водородном слоевом источнике. При этом меняется структура звезды, что и даёт изменение периода. Вероятно, такой процесс будет характерным для всех мирид, но относительно небольшая продолжительность тепловых импульсов (несколько тысяч лет) по сравнению со временем жизни на асимптотической ветви гигантов (менее миллиона лет), поэтому стадию теплового импульса мы видим лишь у нескольких мирид из известных нескольких тысяч. Возможно, такая стадия наблюдается у R Гидры[11]. Большинство мирид демонстрируют медленные изменения периода от цикла к циклу, вероятно, возникающие вследствие нелинейного поведения оболочки звезды, включая отклонения от сферической симметрии[12][13].

Мириды являются популярными объектами наблюдения астрономов-любителей из-за изменения их светимости. Некоторые мириды, включая саму Миру, наблюдаются уже более века[14].