Загадочная звезда выбросила в космос газовые «пули» со скоростью 32 миллиона километров в час
Загадочные сверхбыстрые «пули» — компактные сгустки газа, возможно обогащённого кислородом, — были обнаружены в окрестностях редчайшего типа звёздного взрыва в нашей Галактике. Эти образования движутся со скоростью до 32 миллионов километров в час.
Они стали видны после того, как облако обломков, окружавшее единственную известную в Млечном Пути гелиевую новую, наконец рассеялось спустя более 20 лет. Наблюдения показали, что причиной необычного взрыва стала редкая двойная звёздная система.
Однако происхождение обнаруженных «пуль» остаётся загадкой, которая поставила астрономов в тупик. Подобные сгустки газа ранее не наблюдались ни в одной другой новой во Вселенной.
Используя данные нескольких телескопов, полученные на протяжении двух десятилетий, Джон Миллс, исследователь и аспирант Уорикского университета, показал, что V445 Puppis представляет собой систему, в которой белый карлик поглощает вещество редкой гелиевой звезды.
Это открытие впервые подтверждает природу двойной системы, породившей единственную известную на сегодняшний день гелиевую новую в Млечном Пути, и предоставляет учёным уникальную возможность изучить один из самых редких типов звёздных взрывов.
Редкая новая раскрывает свою природу
Результаты исследования представлены на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества в Бирмингеме.
Новая — это внезапная мощная вспышка энергии в двойной звёздной системе. Она происходит, когда белый карлик — плотный остаток звезды, подобной Солнцу, завершившей свою эволюцию, — начинает перетягивать вещество со звезды-компаньона. По мере накопления этого вещества на поверхности белого карлика растут температура и давление, что в итоге запускает неконтролируемую термоядерную реакцию.
«Выброс вещества после взрыва теперь достаточно ослаб, чтобы мы смогли исследовать его происхождение. Это позволило подтвердить, что система действительно состоит из белого карлика, который поглощает вещество чрезвычайно редкого типа звезды — гелиевой звезды», — рассказал Миллс.
Почти все известные новые питаются веществом, богатым водородом. Гелиевые новые отличаются от них: белый карлик получает газ, практически лишённый водорода и богатый гелием. Именно поэтому такие вспышки чрезвычайно редки и пока плохо изучены.
«V445 Puppis давно выделялась среди новых полным отсутствием водорода. Как такое событие может происходить практически без самого распространённого элемента во Вселенной?» — отметил Миллс.
V445 Puppis остаётся единственной известной гелиевой новой в Млечном Пути. Поэтому в настоящее время она предоставляет астрономам уникальную возможность подробно исследовать этот необычный класс звёздных взрывов.
Пыль наконец позволила увидеть двойную систему
Когда V445 Puppis вспыхнула в конце 2000 года, она выбросила огромное биполярное облако вещества. Первые наблюдения в инфракрасном диапазоне показали, что выброс растянулся более чем на 1,6 триллиона километров.
В результате взрыва также образовался плотный диск из пыли, полностью скрывший звёздную систему. На протяжении более двух десятилетий астрономы могли наблюдать расширяющиеся обломки, но не могли напрямую определить, какие именно звёзды стали источником взрыва.
Со временем пылевая завеса стала достаточно разреженной, чтобы скрытая система вновь стала видна.
Объединив инфракрасные наблюдения Очень Большого телескопа Европейской южной обсерватории, оптические изображения космического телескопа «Хаббл», многолетние спектроскопические наблюдения Южноафриканского большого телескопа и фотометрические данные космического телескопа NASA TESS, Миллс смог получить беспрецедентно подробную картину этой двойной системы.
Наблюдения показали, что белый карлик поглощает вещество гелиевой звезды. Это звезда, которая ранее потеряла свою внешнюю водородную оболочку, вероятно, в результате взаимодействия со своим компаньоном.
Гелиевые звёзды чрезвычайно редки. По оценкам астрономов, в Млечном Пути могут существовать лишь несколько тысяч таких звёзд, тогда как общее количество звёзд в нашей Галактике исчисляется сотнями миллиардов.
В расширяющемся облаке обломков новой также были обнаружены сверхбыстрые «пули» — сгустки газа, возможно обогащённого кислородом.
«Происхождение этих "пуль" остаётся загадкой. Мы предполагаем, что они могли образоваться уже после вспышки, однако подобные сгустки никогда не наблюдались ни в одной другой новой», — сказал Миллс.
Исследователь также обнаружил, что система вновь активно обменивается веществом. Это указывает на возобновление процесса, который в конечном итоге и привёл к первоначальному взрыву.
Наблюдения показали, что две звезды обращаются вокруг общего центра масс с периодом 3,7 суток — примерно в два раза дольше, чем считалось ранее.
Возможный путь к сверхновым типа Ia
Изучение гелиевых новых может иметь далеко идущие последствия для астрофизики.
Астрономы предполагают, что повторяющиеся вспышки, сопровождающиеся накоплением богатого гелием вещества, могут быть одним из возможных путей к образованию сверхновых типа Ia — одних из самых ярких взрывов во Вселенной.
«Поскольку такие сверхновые обладают удивительно стабильной яркостью, они особенно ценны как "стандартные свечи", позволяющие измерять расстояния до галактик», — объяснил Миллс.
Сверхновые типа Ia использовались в отмеченных Нобелевской премией исследованиях, которые помогли показать, что расширение Вселенной ускоряется.
«На протяжении последних 25 лет источник этой галактической вспышки оставался загадкой. Поэтому особенно важно подтвердить, что эта гелиевая новая возникла в результате аккреции вещества гелиевой звезды белым карликом. Теперь будет интересно выяснить, поможет ли этот результат понять, что приводит к другим похожим взрывам, практически лишённым водорода, включая знаменитые сверхновые типа Ia», — отметил Миллс.
Хотя пока остаётся неизвестным, способны ли гелиевые новые в конечном итоге привести к появлению сверхновых типа Ia, система V445 Puppis теперь стала наиболее подробной природной лабораторией для проверки этой гипотезы.