Туманность Homunculus была изгнана в результате мощного взрыва, получившего название "Великое извержение", которое произошло в 1840-х годах, когда Eta Carinae стала второй по яркости звездой на небе и была видна невооруженным глазом более десяти лет.
Есть и другие скопления частиц за пределами туманности Homunculus, выпущенные за несколько веков до Великого извержения. Сама Eta Carinae чрезвычайно массивна, ее масса более чем в 100 раз превышает массу Солнца, и ее вращает другая звезда, масса которой примерно в 30 раз превышает массу Солнца, на очень эксцентричной орбите. Со всеми этими и многими другими необычными особенностями ученые долгое время ломали голову над тем, как звезда взорвалась и образовала окружающую беспорядочную туманность.
Недавно опубликованное исследование было сосредоточено на одной гипотезе о том, что звездная система была тройной системой, которая в конечном итоге стала нестабильной и вызвала слияние звезд. По мере того, как делаются более подробные наблюдения, этот сценарий становится все более популярным, но до сих пор не было детальных теоретических исследований.
В этой работе исследователи выполнили первый комплексный набор подробных теоретических расчетов для этого сценария. Сначала они провели динамическое моделирование трех тел, чтобы увидеть, как тройная система становится нестабильной и в конечном итоге две звезды сталкиваются. Модель начали строить со стабильной системы, в которой одна звезда вращается по широкой орбите вокруг двух других звезд, находящихся на близкой орбите. Когда самая массивная звезда приближается к концу своей жизни, она расширяется и начинает передавать материю своему спутнику. Это делает систему нестабильной и приводит к слиянию двух звезд в течение нескольких тысяч лет. Было обнаружено, что перед окончательным слиянием звезды могут резко меняться местами и встречаться друг с другом на близком расстоянии, касаясь поверхностей друг друга.
Дополнительно было проведено моделирование N-тел, чтобы увидеть, как звезда реагирует на эти близкие столкновения. Часть поверхностного материала можно отделить и отослать тонкими струйками. Комбинируя орбитальную динамику и моделирование близкого столкновения, ученые обнаружили, что множественные столкновения с пастбищами, произошедшие за столетия до слияния, могут воспроизвести беспорядочную структуру за пределами туманности Гомункул.
Также было проведено гидродинамическое моделирование, чтобы увидеть, как поток от слияния звезд принимает форму песочных часов, которые мы видим сегодня. Был предложен новый сценарий, в котором используются аналогичные идеи о том, как образовалась туманность с тройным кольцом сверхновой SN1987A. Когда звезды сливаются, внутри звезды выделяется огромное количество энергии, вызывая Великое извержение. Но в отличие от сверхновых, большая часть энергии и массы остается в звезде. Эта энергия медленно просачивается в течение следующего столетия в виде сильных биполярных ветров. Ветер сметает внутренние части выброса взрыва и образует полую оболочку. Полученное моделирование показывает, что с помощью этого сценария мы можем точно воспроизвести форму и размер туманности Гомункул.
Новая комбинация симуляций успешно воспроизводит основные черты окружающей туманности Эта Киля и обеспечивает убедительную поддержку сценарию слияния звезд в тройке. Это не только дает нам представление о происхождении Eta Carinae, но и о многих других астрономических объектах, которые могут быть созданы путем слияния в тройных системах. Например, считается , что некоторые массивные черные дыры, обнаруженные LIGO (GW190521), были созданы таким образом. Используя богатую информацию из Eta Carinae, мы можем узнать гораздо больше о формировании экзотики в нашей Вселенной.
