Используя рентгеновскую обсерваторию Чандра НАСА, астрономы изучили один конкретный взрыв, который может дать ключ к разгадке динамики других, гораздо более крупных звездных извержений.Группа исследователей направила телескоп на Г. К. Персея, объект, который стал сенсацией в астрономическом мире в 1901 году, когда он внезапно появился как одна из самых ярких звезд на небе на несколько дней, а затем постепенно потускнел. Сегодня астрономы приводят Г. К. Персея в качестве примера «классической новой», вспышки, вызванной термоядерным взрывом на поверхности белого карлика, плотного остатка звезды, похожей на Солнце.Новая звезда может возникнуть, если сильная гравитация белого карлика вытянет материал из его вращающейся звезды-компаньона.
Если на поверхности белого карлика накапливается достаточно материала, в основном в виде газообразного водорода, реакции ядерного синтеза могут происходить и усиливаться, достигая высшей точки во взрыве водородной бомбы космических размеров. Внешние слои белого карлика сдуваются, вызывая вспышку новой звезды, которую можно наблюдать в течение периода от месяцев до лет по мере расширения материала в космос.
Классические новые можно рассматривать как «миниатюрные» версии взрывов сверхновых. Сверхновые сигнализируют об уничтожении всей звезды и могут быть настолько яркими, что затмевают всю галактику, в которой они находятся. Сверхновые звезды чрезвычайно важны для космической экологии, потому что они вводят огромное количество энергии в межзвездный газ и отвечают за рассеивание таких элементов, как железо, кальций и кислород, в космос, где они могут быть включены в будущие поколения звезд и планет.Хотя остатки сверхновых звезд намного массивнее и энергичнее, чем классические новые, часть фундаментальной физики остается той же.
Оба включают взрыв и создание ударной волны, которая распространяется со сверхзвуковой скоростью через окружающий газ.Более скромные энергии и массы, связанные с классическими новыми звездами, означают, что остатки эволюционируют быстрее. Это, плюс гораздо более высокая частота их появления по сравнению с супеновыми, делает классические новые важные цели для изучения космических взрывов.
Чандра впервые наблюдал Г. К. Персея в феврале 2000 г., а затем снова в ноябре 2013 г. Эта 13-летняя базовая линия дает астрономам достаточно времени, чтобы заметить важные различия в рентгеновском излучении и его свойствах.Это новое изображение Г.К. Персея содержит рентгеновские лучи от Чандры (синий), оптические данные космического телескопа НАСА Хаббл (желтый) и радиоданные с Очень большой матрицы Национального научного фонда (розовый).
Рентгеновские данные показывают горячий газ, а радиоданные показывают излучение электронов, которые были ускорены до высоких энергий ударной волной новой. Оптические данные показывают сгустки материала, выброшенные при взрыве.
Природа точечного источника слева внизу неизвестна.За те годы, что данные Chandra охватили, обломки новой звезды расширялись со скоростью около 700 000 миль в час. Это означает, что за этот период взрывная волна прошла около 90 миллиардов миль.
Одно интригующее открытие показывает, как изучение остатков новых звезд может дать важные подсказки об окружающей среде, в которой произошел взрыв. Рентгеновская светимость остатка GK Persei снизилась примерно на 40% за 13 лет между наблюдениями на Чандре, тогда как температура газа в остатке практически не изменилась и составила около одного миллиона градусов Цельсия.
Поскольку ударная волна расширяется и нагревает все большее количество вещества, температура за волной энергии должна уменьшаться. Наблюдаемое затухание и постоянная температура предполагают, что волна энергии захватила незначительное количество газа в окружающей среде вокруг звезды за последние 13 лет. Это говорит о том, что волна в настоящее время должна расширяться в область с гораздо меньшей плотностью, чем раньше, что дает ключ к разгадке звездного соседства, в котором находится Г.К. Персей.
Статья с описанием этих результатов появилась в выпуске Astrophysical Journal от 10 марта. Авторами были Дай Такей (RIKEN, Центр Spring-8, Япония), Джереми Дрейк (Смитсоновская астрофизическая обсерватория), Хироя Ямагуичи (Центр космических полетов Годдарда), Патрик Слейн (Смитсоновская астрофизическая обсерватория), Ясунобу Учимая (Университет Рикке, Япония), Сатору. Кацуда (Японское агентство аэрокосмических исследований).Центр космических полетов НАСА им.
Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, руководит программой Chandra для Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне. Смитсоновская астрофизическая обсерватория в Кембридже, штат Массачусетс, контролирует научные исследования и полеты Чандры.