Тусклая сверхновая показывает редкую пару звезд в Млечном Пути

Подпишитесь на информационный бюллетень CNN по теории чудес. Исследуйте вселенную, получая новости об удивительных открытиях, научных достижениях и многом другом..

Си-Эн-Эн
—

Необычная звездная система произвела больше шума и меньше шума, когда взорвалась сверхновой.

Слабый взрыв, известный как «чрезвычайно абстрактная» сверхновая, обнаружил две звезды на расстоянии 11 000 световых лет от Земли.

Это первое подтвержденное обнаружение звездной системы, которая однажды создаст килоновы — когда нейтронные звезды сталкиваются и взрываются, выбрасывая в космос золото и другие тяжелые элементы. Эта редкая звездная пара считается одной из примерно 10 таких звезд в Млечном Пути.

Открытие шло давно.

В 2016 году обсерватория Нила Герелса Свифт НАСА обнаружила большую вспышку рентгеновского излучения, которая исходила из той же области неба, что и горячая яркая Ве-звезда.

Астрономам было любопытно, можно ли связать эти два явления, поэтому данные были получены с помощью 1,5-метрового телескопа Межамериканской обсерватории Серро-Тололо на севере Чили.

Одним из тех, кто заинтересован в использовании этих данных, чтобы узнать больше о звезде, был доктор Ноэль Ричардсон, который в настоящее время является доцентом физики и астрономии в Авиационном университете Эмбри-Риддла.

В 2019 году Кларисса Павао, студентка университета, позвонила Ричардсону во время посещения урока астрономии, чтобы спросить, есть ли у него какие-либо проекты, над которыми она могла бы поработать, чтобы получить опыт в астрономических исследованиях. Он поделился с ней данными телескопа, и на протяжении всей пандемии Павао научился работать с данными телескопа в Чили и очищать их, чтобы уменьшить искажения.

«Телескоп смотрит на звезду и собирает весь свет, чтобы вы могли увидеть, из каких элементов состоит эта звезда, но звезды Be, как правило, имеют вокруг себя диски материи», — сказал Павао. «Трудно увидеть все эти вещи воочию».

Она отправила свои предварительные результаты, которые выглядели как диаграмма рассеяния, Ричардсону, который понял, что она определила орбиту двойной звездной системы. Последующие наблюдения помогли им проверить орбиту двойной звездной системы, названной CPD-29 2176.

Но эта орбита оказалась не такой, какой они ожидали. Обычно двойные звезды вращаются вокруг друг друга по эллиптической орбите. В CPD-29 2176 одна звезда вращается вокруг другой по кругу, который повторяется примерно каждые 60 дней.

Две звезды, одна побольше, а другая поменьше, вращались вокруг друг друга по очень близкой орбите. Со временем, по словам Ричардсона, большая звезда начинает выделять свой собственный водород, высвобождая материал на меньшую звезду, масса которой увеличивается с 8-9 масс нашего Солнца до 18-19 масс Солнца. Для сравнения, масса Солнца в 333 000 раз больше массы Земли.

Главная звезда становилась все меньше и меньше по мере того, как строилась вторичная звезда, и к тому времени, когда она израсходовала все свое топливо, его не хватило для создания массивной энергичной сверхновой, чтобы запустить оставшийся материал в космос.

Вместо этого взрыв был больше похож на неудачное зажигание фейерверка.

«Звезда была настолько истощена, что у взрыва не хватило энергии, чтобы привести ее орбиту в типичную эллиптическую форму, наблюдаемую в подобных двойных системах», — сказал Ричардсон.

То, что осталось после взрыва сверхновой, было плотным остатком, известным как нейтронная звезда, которая теперь вращается вокруг массивной, быстро вращающейся звезды. Звездная пара останется в стабильной конфигурации примерно от 5 до 7 миллионов лет. Поскольку и масса, и угловой момент были переданы звезде Ве, она высвобождает газовый диск для поддержания баланса и предотвращения разрыва себя на части.

В конце концов, вторичная звезда также сожжет свое топливо, расширившись и извергнув материал, как это сделала первая звезда. Но это вещество не могло легко накапливаться на нейтронной звезде, поэтому вместо этого звездная система выбрасывала вещество в космос. Вторичная звезда, вероятно, испытает такую ​​же слабую сверхновую и превратится в нейтронную звезду.

Со временем — скорее всего, через несколько миллиардов лет — две нейтронные звезды сольются и, в конце концов, взорвутся по радиусу. килоновавыпускает тяжелые элементы, такие как золото, во вселенную.

«Эти тяжелые элементы позволяют нам жить так, как мы живем. Например, большая часть золота была создана звездами, напоминающими остатки сверхновой или нейтронной звезды в изученной нами двойной системе. Астрономия углубляет наше понимание мира и наших место в нем».

«Когда мы смотрим на эти вещи, мы оглядываемся назад во времени», — сказал Павао. «Мы узнаем больше о космогонии, которая расскажет нам, куда движется наша Солнечная система. Как люди, мы начали с тех же элементов, что и эти звезды».

Исследование с подробным изложением их выводов было опубликовано в среду в журнале. природа.

Ричардсон и Паво также работали с физиком Яном Дж. Элдриджем из Оклендского университета в Новой Зеландии, который является экспертом в области двойных звездных систем и их эволюции. Элдридж рассмотрел тысячи моделей двойных звезд и подсчитал, что во всем Млечном Пути, вероятно, всего 10 подобных тем, что были в их исследовании.

Затем исследователи хотят больше узнать о самой Be Star и надеются провести последующие наблюдения с помощью космического телескопа Хаббла. Паво также нацелилась на получение высшего образования и продолжает работать в области астрофизических исследований, используя новые навыки, которые она приобрела.

«Я никогда не думал, что буду работать над историей эволюции двойных звездных систем и сверхновых», — сказал Паво. «Это был удивительный проект».