Нитроген и гелий у массивных звёзд указывают на следы двойных систем

Авторы взяли 117 массивных звёзд типа O в нашей Галактике и посмотрели не только на скорость их вращения, но и на состав поверхности — в первую очередь на азот и гелий. Идея здесь простая: если звезда жила почти одна, её поверхность обычно меняется предсказуемо, а если в прошлом рядом была вторая звезда и между ними шёл обмен веществом, картина становится другой. Поэтому они сравнили реальные данные с тем, что дают современные модели одиночной эволюции, то есть расчёты для звезды, которая развивается без партнёра.

Самое заметное разделение появилось именно по гелию. У гелий-богатых звёзд состав поверхности вообще не ложится на сценарий одиночной эволюции, и это сильный намёк на бинарную историю. Если смотреть на звёзды с обычным, «нормальным» количеством гелия, то там модели в целом работают для звёзд классов светимости IV и V — это более компактные и менее продвинутые объекты на главной последовательности. Но для класса III, то есть для более ярких и уже немного «раздувшихся» звёзд, расчёты начинают завышать азот по сравнению с наблюдениями.

Ещё один важный результат — у гелий-богатых звёзд азот ведёт себя не как одна общая группа, а как две. Одна подгруппа слабо обогащена азотом, другая — заметно сильнее. Авторы считают, что такие две ветки проще всего объяснить не одиночной эволюцией, а тем, что перед нами продукты взаимодействия в двойных системах. При этом для части звёзд с очень низким содержанием азота сами оценки, по мнению авторов, могут быть ненадёжными — то есть проблема не только в физике звёзд, но и в том, как именно измеряют их состав.

Важный контекст: раньше уже было ясно, что двойственность сильно влияет на жизнь массивных звёзд, но отделить «почти одиночные» объекты от тех, кто пережил взаимодействие с соседом, непросто. Эта работа как раз делает такой разбор на основе химических следов на поверхности звезды — без прямого наблюдения прошлого обмена веществом, но с довольно убедительными косвенными признаками.