Космический телескоп Einstein обнаружил звезды, которые «поедают» друг друга
Вспышка мощного рентгеновского излучения, исходящая от взрыва новой на белом карлике, привлекла внимание астрономов, использующих китайско-европейский зонд Einstein. Астрономы обнаружили необычную двойную звездную систему и смогли реконструировать ее историю.
Рентгеновский космический телескоп Einstein Probe.
ESO/Chinese Academy of Sciences
Взрыв новой на белом карлике происходит, когда на его поверхности в результате аккреции накапливается водород. При этом сама звезда не разрушается. Белый карлик служит «площадкой» для взрыва, а не расходным материалом. В отличие от этого, в случае сверхновой типа Ia белый карлик действительно полностью разрушается.
Высокоэнергетическая вспышка была замечена 27 мая 2024 года, исходящей от звездной системы в Малом Магеллановом Облаке (ММО), которое является спутником нашей галактики Млечный Путь.
«Мы наблюдали совсем другие источники, когда наткнулись на это новое пятно рентгеновского света в ММО», — говорит Алессио Марино из Института космических наук в Испании. — «Мы поняли, что смотрим на что-то необычное, на что-то такое, что может уловить только зонд Einstein». Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Einstein Probe был запущен в январе 2024 года для изучения высокоэнергетической Вселенной, и среди его инструментов — широкоугольный рентгеновский телескоп (WXT), который в настоящее время является единственным рентгеновским телескопом на орбите, способным обнаруживать низкоэнергетические рентгеновские лучи с достаточной чувствительностью, чтобы точно определить их источники. И в этом случае источником была очень странная пара звезд.
Малое Магелланово облако.
Одна из звезд довольно массивна, ее общая масса примерно в 12 раз больше массы нашего Солнца. Она называется звездой «Be», что означает, что она относится к спектральному типу B (второму по температуре типу звезд главной последовательности) и что она демонстрирует сильные спектральные эмиссионные линии.
Ее компаньон — белый карлик, который примерно на 20% массивнее нашего Солнца. Белые карлики — это последняя стадия эволюции звезд, похожих на Солнце, которые сбросили свои внешние слои, и осталось только ядро.
Именно в таком соотношении масс двух звезд и заключается звездный парадокс. Звезда, похожая на Солнце, может просуществовать не менее сотен миллионов лет, или в случае настоящего Солнца — миллиарды лет, прежде чем станет белым карликом. Однако звезда массой в 12 солнечных должна взорваться как сверхновая всего через 20 миллионов лет. Но чаще всего звезды в двойных системах — одного возраста. Учитывая огромную разницу в продолжительности жизни звезд в наблюдаемой системе, и возник вопрос: как звезда Be может оказаться в одной системе с компаньоном — белым карликом?
Реконструкции истории двух звезд.
ESO/Chinese Academy of Sciences
Решение, похоже, заключается в том, что звезда Be и белый карлик делятся материалом, по очереди, питаясь друг другом. Первоначально, как полагают ученые, система состояла из двух звезд с массами в 6 и в 8 раз больше массы нашего Солнца соответственно. Чем массивнее звезда, тем быстрее она расходует свое топливо для реакций ядерного синтеза в своем ядре и тем короче продолжительность ее жизни.
Таким образом, первой этой точки достигла бы звезда с массой в 8 солнечных. Когда реакции термоядерного синтеза в ее ядре начали затухать, давление излучения энергии, вырабатываемой в этих реакциях, начало падать. Эта энергия удерживает звездное вещество в равновесии, не давая ее собственной гравитации, схлопнуть звезду. Когда этот поток излучения ослабевает, гравитация делает внешние слои вокруг ядра более компактными, повышая температуру, так чтобы реакция синтеза могла бы спорадически воспламеняться во внешних слоях звезды. Это привело бы к пульсациям, которые раздувают звезду, и она стала гигантом.
Кристаллизация белого карлика.
ESO/Chinese Academy of Sciences
В этот момент внешние слои гигантской звезды с массой 8 солнечных масс стали бы уязвимы для кражи гравитацией менее массивной звезды. В то время две звезды находились всего в нескольких миллионах километров друг от друга, вращаясь вокруг друг друга раз в три дня. Эта близость должна была позволить гравитации менее массивной звезды начать красть материал у более массивной звезды, сводя его на нет. В конце концов, звезда с массой 6 солнечных масс выросла бы до 12 солнечных масс, в то время как все, что осталось от звезды с массой 8 солнечных масс, было ее ядром: белым карликом, масса которого в 1,23 раза больше массы нашего Солнца.
Теперь более компактный белый карлик забирает материал обратно, его гравитация притягивает слабо удерживаемый материал у звезды массой 12 солнечных. По мере того, как этот материал устремляется обратно на белый карлик, давление и температура в точке аккреции на поверхности белого карлика растут, пока не происходит локализованный термоядерный взрыв. Это приводит к взрыву новой и яркой вспышке света, включая рентгеновские лучи.
«Это исследование дает нам новое представление о редко наблюдаемой фазе звездной эволюции, которая является результатом сложного обмена материалом, который должен был произойти между двумя звездами», — сказал Эшли Краймс из Европейского космического агентства. — «Увлекательно наблюдать, как взаимодействующая пара массивных звезд может произвести такой интригующий результат».
Обмен материалом изменил судьбу двух звезд. Обычно звезда с массой в шесть солнечных масс достигает конца своей жизни, раздуваясь до красного гиганта, прежде чем сбросить свои внешние слои, оставив после себя белого карлика. Но, накопив так много массы от своего компаньона, она теперь обречена взорваться как сверхновая.
Рентгеновский космический телескоп Einstein Probe.
ESO/Chinese Academy of Sciences
Взрыв новой на белом карлике происходит, когда на его поверхности в результате аккреции накапливается водород. При этом сама звезда не разрушается. Белый карлик служит «площадкой» для взрыва, а не расходным материалом. В отличие от этого, в случае сверхновой типа Ia белый карлик действительно полностью разрушается.
Высокоэнергетическая вспышка была замечена 27 мая 2024 года, исходящей от звездной системы в Малом Магеллановом Облаке (ММО), которое является спутником нашей галактики Млечный Путь.
«Мы наблюдали совсем другие источники, когда наткнулись на это новое пятно рентгеновского света в ММО», — говорит Алессио Марино из Института космических наук в Испании. — «Мы поняли, что смотрим на что-то необычное, на что-то такое, что может уловить только зонд Einstein». Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Einstein Probe был запущен в январе 2024 года для изучения высокоэнергетической Вселенной, и среди его инструментов — широкоугольный рентгеновский телескоп (WXT), который в настоящее время является единственным рентгеновским телескопом на орбите, способным обнаруживать низкоэнергетические рентгеновские лучи с достаточной чувствительностью, чтобы точно определить их источники. И в этом случае источником была очень странная пара звезд.
Малое Магелланово облако.
Одна из звезд довольно массивна, ее общая масса примерно в 12 раз больше массы нашего Солнца. Она называется звездой «Be», что означает, что она относится к спектральному типу B (второму по температуре типу звезд главной последовательности) и что она демонстрирует сильные спектральные эмиссионные линии.
Ее компаньон — белый карлик, который примерно на 20% массивнее нашего Солнца. Белые карлики — это последняя стадия эволюции звезд, похожих на Солнце, которые сбросили свои внешние слои, и осталось только ядро.
Именно в таком соотношении масс двух звезд и заключается звездный парадокс. Звезда, похожая на Солнце, может просуществовать не менее сотен миллионов лет, или в случае настоящего Солнца — миллиарды лет, прежде чем станет белым карликом. Однако звезда массой в 12 солнечных должна взорваться как сверхновая всего через 20 миллионов лет. Но чаще всего звезды в двойных системах — одного возраста. Учитывая огромную разницу в продолжительности жизни звезд в наблюдаемой системе, и возник вопрос: как звезда Be может оказаться в одной системе с компаньоном — белым карликом?
История двух звезд
Реконструкции истории двух звезд.
ESO/Chinese Academy of Sciences
Решение, похоже, заключается в том, что звезда Be и белый карлик делятся материалом, по очереди, питаясь друг другом. Первоначально, как полагают ученые, система состояла из двух звезд с массами в 6 и в 8 раз больше массы нашего Солнца соответственно. Чем массивнее звезда, тем быстрее она расходует свое топливо для реакций ядерного синтеза в своем ядре и тем короче продолжительность ее жизни.
Таким образом, первой этой точки достигла бы звезда с массой в 8 солнечных. Когда реакции термоядерного синтеза в ее ядре начали затухать, давление излучения энергии, вырабатываемой в этих реакциях, начало падать. Эта энергия удерживает звездное вещество в равновесии, не давая ее собственной гравитации, схлопнуть звезду. Когда этот поток излучения ослабевает, гравитация делает внешние слои вокруг ядра более компактными, повышая температуру, так чтобы реакция синтеза могла бы спорадически воспламеняться во внешних слоях звезды. Это привело бы к пульсациям, которые раздувают звезду, и она стала гигантом.
Кристаллизация белого карлика.
ESO/Chinese Academy of Sciences
В этот момент внешние слои гигантской звезды с массой 8 солнечных масс стали бы уязвимы для кражи гравитацией менее массивной звезды. В то время две звезды находились всего в нескольких миллионах километров друг от друга, вращаясь вокруг друг друга раз в три дня. Эта близость должна была позволить гравитации менее массивной звезды начать красть материал у более массивной звезды, сводя его на нет. В конце концов, звезда с массой 6 солнечных масс выросла бы до 12 солнечных масс, в то время как все, что осталось от звезды с массой 8 солнечных масс, было ее ядром: белым карликом, масса которого в 1,23 раза больше массы нашего Солнца.
Теперь более компактный белый карлик забирает материал обратно, его гравитация притягивает слабо удерживаемый материал у звезды массой 12 солнечных. По мере того, как этот материал устремляется обратно на белый карлик, давление и температура в точке аккреции на поверхности белого карлика растут, пока не происходит локализованный термоядерный взрыв. Это приводит к взрыву новой и яркой вспышке света, включая рентгеновские лучи.
«Это исследование дает нам новое представление о редко наблюдаемой фазе звездной эволюции, которая является результатом сложного обмена материалом, который должен был произойти между двумя звездами», — сказал Эшли Краймс из Европейского космического агентства. — «Увлекательно наблюдать, как взаимодействующая пара массивных звезд может произвести такой интригующий результат».
Обмен материалом изменил судьбу двух звезд. Обычно звезда с массой в шесть солнечных масс достигает конца своей жизни, раздуваясь до красного гиганта, прежде чем сбросить свои внешние слои, оставив после себя белого карлика. Но, накопив так много массы от своего компаньона, она теперь обречена взорваться как сверхновая.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.
0
Оба на.
- ↓
