Наднова Lackluster відкриває рідкісну пару зірок у Чумацькому Шляху

Підпишіться на наукову розсилку Wonder Theory від CNN. Досліджуйте Всесвіт із новинами про дивовижні відкриття, наукові досягнення тощо.

CNN
–

Незвичайна зоряна система вибухнула надновою і стала менше шуміти.

Слабкий вибух, відомий як «надзвичайно абстрактна» наднова, виявив дві зірки за 11 000 світлових років від Землі.

Це перше підтверджене виявлення зоряної системи, яка одного дня створить кілонові — коли нейтронні зірки стикаються і вибухають, запускаючи золото та інші важкі елементи в космос. Вважається, що ця рідкісна зоряна пара є однією з приблизно 10 таких у Чумацькому Шляху.

Відкриття йшло вже давно.

У 2016 році обсерваторія імені Ніла Герельса Свіфта NASA виявила великий спалах рентгенівського світла, який виник з того самого регіону неба, що й гаряча яскрава зірка Be.

Астрономам було цікаво, чи можна пов’язати ці два факти, тому дані були отримані за допомогою 1,5-метрового телескопа Міжамериканської обсерваторії Серро-Тололо на півночі Чилі.

Одним із зацікавлених у використанні цих даних, щоб дізнатися більше про зірку, був доктор Ноель Річардсон, який зараз є доцентом фізики та астрономії в Авіаційному університеті Ембрі-Рідл.

У 2019 році Кларисса Павао, студентка університету, зателефонувала Річардсону під час уроку астрономії, щоб запитати, чи є у нього якісь проекти, над якими вона могла б працювати, щоб отримати досвід астрономічних досліджень. Він поділився з нею даними телескопа, і протягом пандемії Павао навчився працювати з даними телескопа в Чилі та очищати їх, щоб зменшити спотворення.

«Телескоп дивиться на зірку і захоплює все світло, щоб ви могли побачити, з яких елементів складається ця зірка, але навколо зірок Be зазвичай є диски матерії», — сказав Павао. «Важко побачити всі ці речі на власні очі».

Вона надіслала свої попередні результати — які виглядали як діаграма розсіювання — Річардсону, який зрозумів, що вона визначила орбіту подвійної зіркової системи. Подальші спостереження допомогли їм перевірити орбіту подвійної зоряної системи під назвою CPD-29 2176.

Але ця орбіта була не такою, як вони очікували. Зазвичай подвійні зірки обертаються одна проти одної по еліптичній орбіті. У CPD-29 2176 одна зірка обертається навколо іншої за круговою схемою, яка повторюється приблизно кожні 60 днів.

Дві зірки, одна більша, а інша менша, оберталися одна проти одної на дуже близькій орбіті. За словами Річардсона, з часом більша зірка починає виділяти власний водень, вивільняючи речовину на меншу зірку, яка зростає від маси нашого Сонця у 8 або 9 разів до маси нашого Сонця в 18 або 19 разів. Для порівняння, маса Сонця в 333 000 разів перевищує масу Землі.

Головна зірка ставала все меншою і меншою в міру створення другорядної зірки — і до того часу, коли вона витратила все своє паливо, його не вистачило, щоб створити масивну, енергійну наднову, щоб запустити решту матеріалу в космос.

Натомість вибух був більше схожий на невдалий феєрверк.

«Зірка була настільки виснажена, що вибуху не вистачило енергії, щоб привести її орбіту до типової еліптичної форми, яку можна побачити в подібних подвійних системах», — сказав Річардсон.

Після наднової залишився щільний залишок, відомий як нейтронна зірка, який зараз обертається навколо масивної, швидко обертової зірки. Зоряна пара залишатиметься в стабільній конфігурації приблизно від 5 до 7 мільйонів років. Оскільки і маса, і кутовий момент були передані зірці Be, вона випускає диск газу, щоб підтримувати рівновагу та гарантувати, що не розірветься на частини.

Згодом вторинна зірка також спалить своє паливо, розширюючись і викидаючи матеріал, як це зробила перша зірка. Але ця речовина не могла легко накопичуватися на нейтронній зірці, тому замість цього зоряна система викидала б речовину в космос. Вторинна зірка, ймовірно, зазнає такої ж слабкої наднової та перетвориться на нейтронну зірку.

З часом — швидше за все, через кілька мільярдів років — дві нейтронні зірки зіллються і зрештою вибухнуть у радіусі. кілоновавипускає важкі елементи, такі як золото, у Всесвіт.

“Ці важкі елементи дозволяють нам жити так, як ми живемо. Наприклад, більша частина золота була створена зірками, схожими на залишки наднової або нейтронної зірки в подвійній системі, яку ми вивчали. Астрономія поглиблює наше розуміння світу та наших місце в ньому».

«Коли ми дивимося на ці речі, ми дивимось у минуле», — сказав Павао. “Ми дізнаємося більше про космогонію, яка скаже нам, куди рухається наша Сонячна система. Як люди, ми почали з тих самих елементів, що й ці зірки”.

Дослідження, в якому докладно викладені їхні висновки, було опубліковано в середу в журналі природи.

Річардсон і Павау також працювали з фізиком Жаном Дж. Елдріджем з Університету Окленда в Новій Зеландії, який є експертом у подвійних зоряних системах та їх еволюції. Елдрідж переглянув тисячі моделей подвійних зірок і підрахував, що в усьому Чумацькому Шляху, ймовірно, існує лише 10 подібних моделям у їх дослідженні.

Далі дослідники хочуть попрацювати над тим, щоб дізнатися більше про сам Be Star, і сподіваються провести подальші спостереження за допомогою космічного телескопа Hubble. Павау також планує отримати диплом і продовжує працювати в астрофізиці, використовуючи нові навички, які вона набула.

«Я ніколи не думав, що буду працювати над еволюційною історією подвійних зоряних систем і наднових», — сказав Павау. «Це був дивовижний проект».