Астрофизики обнаружили аномально насыщенную кальцием звезду
Международная команда астрофизиков, возглавляемая ученым из Астрономического института имени Штернберга и МГУ им. М.В. Ломоносова, сообщила об открытии двойной звезды солнечного типа внутри остатка сверхновой RCW 86.
Спектральное наблюдение этой звезды показало, что ее атмосфера загрязнена тяжелыми элементами, выброшенными во время взрыва сверхновой, результатом которого и стал RCW 86. В частности, было обнаружено, что содержание кальция в атмосфере звезды превышает данный показатель у Солнца в шесть раз, что указывает на вероятность того, что сверхновая принадлежит к редкому типу «Богатая кальцием сверхновая», — загадочный объект, происхождение которых еще не изучено. Результаты исследования были опубликованы в издании Nature 24 апреля.
Считается, что эволюция массивной звезды заканчивается взрывом, известным как сверхновая. Центральная часть взорвавшейся звезды сжимается в нейтронную звезду, а внешние слои расширяются с большой скоростью и образуют протяженную газовую оболочку, называемую остатком сверхновой (SNR). В настоящее время в Млечном Пути известно несколько сотен SNR, из которых десятки оказались связанными с нейтронными звездами. Обнаружение новых примеров нейтронных звезд в SNR очень важно для понимания физики взрывов сверхновых.
В 2002 году ученый из Астрономического института Штернберга Василий Гварамадзе предположил, что грушевидный вид RCW 86 является результатом взрыва сверхновой на краю «пузыря», надуваемого ветром движущейся массивной звезды — звезды-предшественницы сверхновой звезды. Это позволило ему обнаружить потенциальную нейтронную звезду, известную сейчас как [GV2003] N, связанную с RCW 86. Для анализа ученый использовал данные рентгеновской обсерватории Чандра.
Если [GV2003] N действительно нейтронная звезда, то она должна быть очень слабым источником оптического излучения. Но на оптическом изображении, полученном в 2010 году, была обнаружена очень яркая звезда [GV2003] N. Это может означать, что [GV2003] N не была нейтронной звездой.
«Чтобы определить природу оптической звезды в позиции [GV2003] N, мы получили ее изображения с использованием семиканального оптического/ближнего инфракрасного тепловизора GROND установленного на 2,2-метровый телескоп Европейской южной обсерватории (ESO). Спектральное распределение энергии показало, что эта звезда имеет солнечный тип (так называемая звезда G). Но поскольку рентгеновская светимость звезды G должна быть значительно меньше, чем это было измерено для [GV2003] N, мы пришли к выводу, что это двойная система, состоящая из нейтронной звезды (видимая в рентгеновских лучах как [GV2003] N) и G-звезда, видимая в оптических длинах волн », — объяснил Василий Гварамадзе, ведущий автор публикации в Nature.
Существование таких систем является естественным результатом эволюции массивных двойных звезд. В последнее время было признано, что большинство массивных звезд образуется в бинарных и множественных системах. Когда одна из звезд взрывается в двойной системе, вторая может загрязняться тяжелыми элементами, выброшенными сверхновой.
Чтобы проверить гипотезу о том, что [GV2003] N — двоичная система, астрофизики получили четыре спектра G-звезды в 2015 году с помощью очень большого телескопа (VLT) ESO. Было обнаружено, что лучевая скорость этой звезды существенно изменилась за один месяц, что свидетельствует о эксцентрической бинарной системе с орбитальным периодом около месяца. Полученный результат показал, что [GV2003] N является нейтронной звездой и что RCW 86 является результатом взрыва сверхновой вблизи краю выдуваемого пузыря. Это очень важно для понимания структуры некоторых своеобразных SNR, а также для обнаружения связанных с ними нейтронных звезд.
До недавнего времени самым популярным объяснением происхождения богатых кальцием сверхновых была детонация гелиевой оболочки на белых карликах низкой массы. Однако результаты, полученные Василием Гварамадзе и его коллегами, предполагают, что при определенных обстоятельствах большое количество кальция может быть также синтезировано взрывом массивных звезд в двойных системах.
«Мы продолжаем изучать [GV2003] N. Мы собираемся определить орбитальные параметры двойной системы, оценить начальную и конечную массы предшественника сверхновой и скорость, полученную нейтронной звездой при рождении. Мы также собираемся измерить обилие дополнительных элементов в атмосфере звезд G. Полученная информация может иметь решающее значение для понимания природы богатых кальцием сверхновых», — подвел итог Гварамадзе.
