Телескопы сняли редкий момент взрыва звезды

Астрономы получили уникальные снимки, запечатлевшие момент взрыва двух разных звёзд. Изображения, сделанные несколькими телескопами массива CHARA в Университете штата Джорджия, фиксируют звёздную катастрофу, известную как новая звезда (nova) – явление, при котором плотный остаток звезды, похожей на Солнце, называемый белым карликом, высасывает материал у близко вращающейся звезды-компаньона, что в итоге вызывает термоядерный взрыв, который белый карлик переживает.

Детонация происходит, когда материал (в основном водород) накапливается на поверхности белого карлика и достигает критической массы. Новые звёзды, по сути, представляют собой естественные водородные бомбы, высвобождающие за считанные мгновения энергию, которую наша звезда излучает примерно за 100 000 лет. Несмотря на то что они освещают ночное небо, астрономы могли лишь предполагать, что происходит на ранних стадиях этих мощных взрывов, так как прямые наблюдения оказывались сложными – взорвавшийся материал казался единой точкой света, недоступной для детального изучения.

Элиас Айди, ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy и профессор физики и астрономии в Техасском технологическом университете, заявил:

Эти наблюдения позволяют нам наблюдать звёздный взрыв в реальном времени, что очень сложно и долгое время считалось чрезвычайно трудным. Вместо того чтобы видеть просто вспышку света, мы теперь раскрываем истинную сложность того, как разворачиваются эти взрывы.

Снимки получены с использованием техники интерферометрии, при которой несколько источников света объединяются для создания интерференционной картины, которую астрономы могут анализировать. Это стало возможным благодаря сбору данных с помощью телескопных массивов вроде CHARA, состоящего из десятков антенн, распределённых на большой площади, которые при наведении на одну точку неба работают как один массивный телескоп. Данные CHARA были дополнены снимками других телескопов, таких как космический телескоп Fermi, который отслеживает высокоэнергетические излучения, известные как гамма-лучи, и обсерватория Gemini на Гавайях.

Работа показала, что новые звёзды гораздо сложнее, чем мы думали, и не сводятся к одному разрушительному взрыву. Одна из запечатлённых новых, V1674 Herculis, оказалась одной из самых быстрых новых в истории наблюдений, достигнув пиковой яркости и погаснув всего за несколько дней. Она показала два отдельных потока газа, предполагая, что взрыв включал множественные мощные выбросы материала, взаимодействовавшие друг с другом. Эти выбросы испускали гамма-лучи, зафиксированные телескопом Fermi, демонстрируя, что взрывы способны производить одни из самых энергетических излучений в космосе, обычно связанные со сверхновыми, формирующими чёрные дыры.

Другая новая, V1405 Cassiopeiae, развивалась в эффектном замедленном режиме, потратив более пятидесяти дней, прежде чем наконец выбросила весь взорвавшийся материал. В течение этого почти двухмесячного периода белый карлик окутал себя сферой газа, которая в итоге поглотила обе звезды, сформировав чрезвычайно редкую структуру, называемую общей оболочкой. Когда эта оболочка наконец рассеялась, выброс произвёл собственную вспышку гамма-лучей.

То, что оба события произвели обнаруживаемые гамма-лучи, показывает, что новые звёзды – это то, что называют "лабораториями экстремальной физики", которые могут помочь "соединить точки между ядерными реакциями на поверхности звезды, геометрией выброшенного материала и высокоэнергетическим излучением, которое мы обнаруживаем из космоса".