Ученые объяснили мощное излучение от вспышек новых звезд

МОСКВА, 14 апр — РИА Новости. Результаты наблюдений за вспышкой новой звезды V906 Киля показали, что возникшее при этом мощное свечение стало следствием ударных волн. Они генерируют гамма-лучи, которые и вызывают свечение в видимом спектре. Результаты исследования, в котором приняли участие российские ученые из Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ, опубликованы в журнале Nature Astronomy.

В 2018 году международная команда ученых, объединяющая исследователей из 40 научных организаций, наблюдала вспышку звездной системы новая V906 Carinae, находящейся от нас на расстоянии около 13 000 световых лет в созвездии Киля.

Новая звезда — это внезапное недолговечное просветление ранее неприметной звезды. Такое явление обычно возникает в системе, состоящей из белого карлика и звезды-компаньона. На поверхности белого карлика уже не идут термоядерные реакции, и он представляет собой плотный медленно остывающий сгусток звездного пепла, не намного превышающий по размерам Землю.

В системе образуется поток водорода, текущий с внешних слоев звезды-компаньона к белому карлику. Газ накапливается на его поверхности до тех пор, пока не достигаются критическая температура и давление. Это приводит к взрывной термоядерной реакции в слое водорода и формированию ударной волны — резкому изменению температуры, давления и плотности. Взрыв срывает вещество внешней оболочки белого карлика в окружающее пространство. С каждым таким событием выделяется энергия, от 10 до 100 тысяч раз превышающая годовую энергию Солнца. Астрономы каждый год обнаруживают около 10 звезд этого класса в нашей Галактике, но этот случай V906 был особенным.

Беспрецедентные наблюдения вспышки новой звезды в 2018 году тремя спутниками — космическими телескопами НАСА Fermi и NuSTAR, а также канадским спутником BRITE-Toronto, позволили получить первые прямые доказательства того, что большая часть видимого света взрыва возникла именно в результате ударных волн. Результаты были подкреплены наблюдениями с нескольких наземных телескопов.

Космический телескоп НАСА Fermi, предназначенный для наблюдения удаленных объектов в спектре гамма-излучения, зафиксировал самые яркие гамма-лучи, когда либо отмечавшиеся у новой. Они появились примерно в то же время, что и вспышки видимого света. Это указывало на то, что ударные волны во время вспышки производят больше света, чем продолжающееся термоядерное горение на поверхности белого карлика.

Наблюдения со спутника BRITE-Toronto в видимом диапазоне наглядно подтвердили эту точку зрения. Каждый день он возвращал c орбиты на Землю около 600 измерений изменения яркости этой системы.

"Во время пика яркости BRITE-Toronto зарегистрировал восемь коротких световых вспышек, каждая следующая была почти в два раза сильнее предыдущей, — приводятся в пресс-релизе Российского научного фонда, который поддержал исследование своим грантом, слова одного из авторов статьи Кирилла Соколовского из Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ. — Мы видели намеки на эти события и в наземных измерениях, но никогда еще не наблюдали их так ясно. Обычно мы отслеживаем звезды этого класса с земли с помощью гораздо меньшего количества наблюдений, кроме того, между измерениями часто возникают большие перерывы, и поэтому не удается зафиксировать некоторые быстрые изменения".

Теперь с помощью ударных волн ученые могут объяснить мощное излучение, появляющееся в результате слияния звезд или вспышек сверхновых и гораздо более масштабных взрывов, например поглощения звезд черными дырами.