Группа исследователей успешно получила изображения новой звезды с высоким разрешением, и эти изображения позволяют предположить, что новая звезда не была результатом единичного импульсного взрыва. 
Иллюстрация: Университет штата Джорджия Сохранить эту историю Сохранить эту историю
Центр астрономии высокого углового разрешения (CHARA Array) в Университете штата Джорджия получил подробные изображения ранних стадий двух взрывов новых звезд, зарегистрированных в 2021 году. Благодаря интерферометрии в ближнем инфракрасном диапазоне — процессу объединения света от нескольких телескопов — CHARA Array смог с высоким разрешением запечатлеть быстро меняющиеся условия на ранней стадии после взрыва.
Новая звезда — это астрономическое явление, происходящее в двойной системе, когда белый карлик отбирает у своей звезды-компаньона богатый водородом газ, вызывая термоядерную реакцию на поверхности белого карлика. Название происходит от внезапного увеличения яркости, благодаря которому кажется, будто на ночном небе появилась новая звезда. Однако выбросы, образующиеся сразу после взрыва, малы и их сложно наблюдать, и до сих пор астрономы могли лишь косвенно определить ранние стадии.
«Эти изображения позволяют нам детально рассмотреть, как вещество выбрасывается из звезды во время взрыва», — объясняет Гейл Шефер, директор массива CHARA. «Для наблюдения за этими кратковременными событиями требуется гибкость, позволяющая адаптировать наш ночной график по мере обнаружения новых перспективных объектов».
Взрывные результаты
Шефер и ее команда наблюдали V1674 Геркулес, новую звезду в созвездии Геркулеса, и V1405 Кассиопея, новую звезду в созвездии Кассиопеи. V1674 была одной из самых быстро развивающихся новых звезд, когда-либо зарегистрированных, достигнув пика яркости менее чем через 16 часов после открытия и быстро угаснув всего за несколько дней. Для сравнения, V1405 потребовалось 53 дня, чтобы достичь пика яркости, и она оставалась яркой около 200 дней.
Изображения, полученные через 2,2 дня (слева) и 3,2 дня (в центре) после взрыва новой звезды V1674 «Геркулес». Как показано стрелками, образовались два потока выбросов. Справа — иллюстрация изображения взрыва.
На снимке V1674, полученном всего через несколько дней после его обнаружения, виден взрыв, который явно не имеет сферической формы; наблюдаются два потока выбросов, один на северо-запад, а другой на юго-восток, с эллиптической структурой, расходящейся почти перпендикулярно им. Это прямое доказательство того, что взрыв был вызван взаимодействием множества выбросов.
Спектроскопические наблюдения также выявили различные компоненты скорости в серии атомов водорода Бальмера. В то время как линия поглощения до пика составляла около 3800 км/с, компонент, появившийся после пика, достигал примерно 5500 км/с.
Время имеет важное значение. Новый поток выбросов появился на изображении одновременно с обнаружением гамма-лучей высокой энергии космическим гамма-телескопом Fermi НАСА. Столкновение потоков с разными скоростями образовало мощную ударную волну, испускающую гамма-лучи.
Результаты наблюдений V1405 оказались еще более поразительными. Первые два наблюдения в пиковый период показали лишь яркий центральный источник света и несколько окружающих его выбросов. Диаметр центральной области составлял приблизительно 0,99 миллисекунд дуги, что в пересчете на расстояние соответствует радиусу приблизительно 0,85 астрономических единиц (а.е. — астрономическая единица, расстояние между Землей и Солнцем).
Если бы накопленный внешний слой богатого водородом газа был выброшен в начале взрыва, он бы расширялся в течение 53 дней и имел радиус 23-46 а.е. Это огромное расхождение означает, что большая часть внешнего слоя не была полностью выброшена более чем через 50 дней. Другими словами, считается, что внешний слой V1405 находился в фазе общей оболочки, которая окружала всю двойную систему до пика видимого света.
В ходе третьего наблюдения структура резко изменилась. На центральный источник света приходилась лишь примерно половина общего излучения, а остальная часть испускалась из расширенной области. В это время появилась широкая компонента излучения со скоростью приблизительно 2100 км/с. Впоследствии выброс вещества породил новые ударные волны, и были обнаружены высокоэнергетические излучения.
Новые планеты как космические лаборатории
Это открытие демонстрирует, что новые звезды гораздо сложнее, чем просто единичный взрыв. Наблюдения, проводившиеся в течение последних 15 лет с помощью телескопа «Ферми», зафиксировали гамма-лучи в диапазоне гигаэлектронвольт от более чем 20 новых звезд. Теперь новые звезды можно рассматривать как лаборатории для изучения ударных волн и ускорения частиц.
Наблюдения V1405 предполагают возможность того, что орбитальное движение её двойной системы действует как сила, выталкивающая внешние слои, расширившиеся в результате взрыва. В медленно эволюционирующих новых состояниях, когда расширенные внешние слои охватывают всю двойную систему, сохраняются в течение нескольких недель. Такие явления предоставляют ценные возможности для непосредственного наблюдения за тем, что происходит, когда две звезды сближаются настолько сильно, — процесс, который, как считается, происходит более чем у 10 процентов звёзд во Вселенной. Однако детальные механизмы остаются необъяснёнными.
Новые звезды, которые когда-то считались простыми взрывами, оказываются гораздо более многогранными и захватывающими, чем казалось на первый взгляд. Благодаря новому методу прямой визуализации с помощью ближней инфракрасной интерферометрии, истинная природа некоторых из самых впечатляющих явлений Вселенной только начинает раскрываться.
Источник: www.wired.com
