|
Редкая двойная звезда имеет странную орбиту
|
|
|
|
После обработки горы астрономических данных Кларисса Павао, студентка авиационного университета Эмбри-Риддл в Прескотте, штат Аризона, представила свой предварительный анализ. Ее наставник ответил быстро и заглавными буквами: «ВОТ ЕСТЬ ОРБИТА!» написал он. Именно тогда Павао, старший специалист по космической физике, поняла, что собирается стать частью чего-то большого — статьи в журнале Nature, в которой описывается редкая двойная звездная система с необычными характеристиками. В статье, опубликованной 1 февраля 2023 года в соавторстве с доктором Ноэлем Д. Ричардсоном, доцентом кафедры физики и астрономии Эмбри-Риддла, описывается система из двух звезд, светящаяся рентгеновским излучением и обладающая высокой масса. Имея причудливую круговую орбиту — странность среди двойных систем — система близнецов, по-видимому, сформировалась, когда взорвавшаяся звезда или сверхновая погасла без обычного взрыва, похожего на неработающую петарду.
|
|
|
|
Круглая орбита двойной системы была ключевой подсказкой, которая помогла исследователям идентифицировать вторую звезду в двойной системе как истощенную или «ультра-раздетую» сверхновую. Обычно после того, как звезда израсходует все свое ядерное топливо, ее ядро коллапсирует, прежде чем взорваться в космос в виде сверхновой. В этом случае Ричардсон сказал: «Звезда была настолько истощена, что взрыву не хватило энергии даже для того, чтобы привести орбиту к более типичной эллиптической форме, наблюдаемой в подобных двойных системах». Название бинарной системы звучит как номерной знак: CPD-29 2176. По оценкам исследователей, в настоящее время в галактике существует всего около 10 таких звездных систем. Изучая его, они находят новые ключи к разгадке наших самых ранних истоков, таких как звездная пыль.
|
|
|
«Когда мы смотрим на эти объекты, мы оглядываемся назад во времени», — объяснил Павао. «Мы узнаем больше о происхождении Вселенной, что скажет нам, куда движется наша Солнечная система. Как люди, мы начали с тех же элементов, что и эти звезды». Ричардсон добавил, что без бинарных систем, таких как CPD-29 2176, жизнь на Земле была бы совсем другой. «Подобные системы, вероятно, превратятся в двойные нейтронные звезды, которые в конечном итоге сливаются и образуют тяжелые элементы, которые выбрасываются во Вселенную», — отметил он. «Эти тяжелые элементы позволяют нам жить так, как мы живем. Например, большая часть золота была создана звездами, подобными реликту сверхновой или нейтронной звезде в изучаемой нами двойной системе. Астрономия углубляет наше понимание мира и нашего места в нем. это."
|
|
Настойчивость платит
|
|
|
|
Проект начался, когда Павао зашел в офис Ричардсона в надежде получить исследовательский опыт. «Я сказал: «Пожалуйста, дайте мне какое-нибудь исследование». У него оказались данные, полученные 1,5-метровым телескопом Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили, от яркой звезды, известной как звезда типа Be. Звезда Ве находилась в том же месте на небе, что и другая звезда, вызвавшая большую вспышку рентгеновского излучения. Эта вспышка — возможно, так называемый «мягкий гамма-повторитель» — привлекла внимание астрономов, что побудило Ричардсона и других исследователей запросить данные телескопа. Павао построила спектры звезды Ве, но сначала ей нужно было очистить данные, чтобы они были менее шумными. «Телескоп смотрит на звезду и собирает весь свет, так что вы можете увидеть элементы, из которых состоит эта звезда, — заметила она, — но у Ве-звезд, как правило, есть диски материи вокруг них. все такое».
|
|
|
|
Настойчивость окупилась: Павао удалось узнать больше об обработке данных и компьютерном кодировании, чтобы она могла анализировать звездные спектры. Она и Ричардсон нашли одну простую линию, которая исходила от звезды и не подвергалась влиянию окружающего ее диска. Она думала, что ее график был диаграммой рассеяния. Ричардсон думал иначе, что послужило причиной его электронного письма, написанного заглавными буквами. Быстро вписав данные Павао в специальную компьютерную программу, он понял, что они нашли орбиту звезды, но она оказалась другой, чем ожидалось. Дальнейший анализ данных показал, что одна звезда действительно описывала круг вокруг другой каждые 60 дней или около того. Павао вспоминает слова Ричардсона: «Это не просто двоичная система».
|
|
|
|
Вот Ян Дж. Элдридж из Оклендского университета, соавтор статьи в журнале Nature и ведущий эксперт в области понимания двойных звездных систем и их эволюции. По просьбе Ричардсона Элдридж просмотрел тысячи моделей двойных звезд и нашел только две, которые были аналогичны той, которую изучали он и Павао. Затем Элдридж и его коллеги начертили жизненный цикл двух звезд двойной системы, объяснив, как реликт сверхновой раздувался и сбрасывал массу на звезду Ве, пока она тоже не начала накапливаться. В конечном итоге сверхновая стала маломассивной гелиевой звездой, которая взорвалась, оставив после себя нейтронную звезду, но она уже передала так много своей массы Ве-звезде, что взрыв был тусклым. «По сути, мы выяснили, как сверхновая взаимодействует со звездой Ве и как она проходит через эти странные фазы жизненного цикла», — объяснил Павао. «В какой-то момент в будущем эта звезда Be также станет сверхновой нейтронной звездой по мере продолжения цикла. Через миллионы лет она станет двойной системой с двумя нейтронными звездами».
|
|
|
|
Источник
|
