Вселенная

Массивная рентгеновская двойная система произошла от истощенной сверхновой

В статье, опубликованной 1 февраля 2023 года, описывается система из двух звезд, светящаяся рентгеновским излучением и обладающая высокой массой.

Опубликовано

2 месяца назад

01.02.2023

Автор

Редакция

Материал был опубликован в журнале Nature студенткой Клариссой Павао (Clarissa Pavao) в соавторстве с доктором Ноэлем Д. Ричардсоном (Noel D. Richardson), доцентом кафедры физики и астрономии Эмбри-Риддла.

Причудливая круглая орбита — странность среди бинарных систем — двойной системы по-видимому, сформировалась, когда сверхновая погасла после слабого взрыва, будто испорченная петарда. Эта особенность орбиты двойной системы была ключевой подсказкой, которая помогла исследователям идентифицировать вторую звезду в двойной системе как истощенную сверхновую.

Обычно после того, как звезда израсходует все свое ядерное топливо, ее ядро коллапсирует, прежде чем взорваться в виде сверхновой. В этом же случае 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.

Эта инфографика иллюстрирует эволюцию звездной системы CPD-29 2176, первого подтвержденного прародителя килоновой. **Стадия 1**, две массивные голубые звезды формируются в двойной звездной системе. **Стадия 2**, большая из двух звезд приближается к концу своей жизни. **Стадия 3**: меньшая из двух звезд высасывает материал из своего более крупного и более зрелого компаньона, лишая его большей части внешней атмосферы. **Стадия 4**, более крупная звезда образует истощенную сверхновую, взрыв в конце жизни звезды с меньшим «толчком», чем у более нормальной сверхновой. **Стадия 5**, как в настоящее время наблюдают астрономы, нейтронная звезда, образовавшаяся из более ранней сверхновой, начинает откачивать материал из своего компаньона, меняя ситуацию в бинарной паре. На **стадии 6**, с потерей большей части внешней атмосферы, звезда-компаньон также становится сверхновой. Этот этап наступит примерно через миллион лет. **Стадия 7**, пара нейтронных звезд на близкой взаимной орбите теперь остается там, где когда-то были две массивные звезды. На **этапе 8** две нейтронные звезды сближаются по спирали, отдавая свою орбитальную энергию в виде слабого гравитационного излучения. **Этап 9**, заключительный этап этой системы, когда обе нейтронные звезды сталкиваются, создавая мощную килонову, космическую фабрику тяжелых элементов в нашей Вселенной.

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 их, 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», — объяснила Павао. «Мы узнаем больше о происхождении Вселенной, и это скажет нам, куда движется наша Солнечная система. Как люди, мы начались с тех же элементов, что и эти звезды».

Павао изучила обработку данных для анализа звездных спектров. Она и Ричардсон нашли одну простую линию, которая исходила от звезды и не подвергалась влиянию окружающего ее диска. Павао предположила, что ее график был диаграммой рассеяния. Ричардсон думал иначе. Быстро вписав данные Павао в специальную компьютерную программу, он понял, что они нашли орбиту звезды, но она оказалась несколько другой, чем ожидалось. Дальнейший анализ данных показал, что одна звезда действительно описывала круг вокруг другой примерно каждые 60 дней.

Источник: Noel Richardson, A high-mass X-ray binary descended from an ultra-stripped supernova, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-022-05618-9. www.nature.com/articles/s41586-022-05618-9