Что такое магнетар в космосе

Магнетар

Когда звезды, превосходящие Солнце по массивности, взрываются, на их месте может сформироваться нейтронная звезда. Умирающее небесное тело больше не располагает достаточным световым давлением, чтобы удерживать гравитацию. Сила настолько мощная, что протоны и электроны выталкиваются в пространство, образуя нейтроны. И что же мы имеем? Нейтроны! Сплошная масса нейтронов.

Художественная интерпретация нейтронной звезды

Если сформировалась нейтронная звезда, то мы получает пульсар. Ранее накопленная масса сжимается до размеров крошечного «шара», вращающегося сотню раз в секунду. Но это не самое странное. Из десяти появившихся нейтронных звезд всегда найдется одна довольно странная, которую называют магнетаром. Это нейтронные звезды, появившиеся из сверхновых. Но в процессе формирования происходят необычные вещи. Что именно? Магнитное поле становится настолько интенсивным, что ученые не могут понять, откуда оно берется.

Художественное представление магнетара в скоплении Westerlund 1

Некоторые полагают, что когда вращение, температура и магнитное поле нейтронной звезды собираются в идеальное пятно, вы получаете динамо-двигатель, усиливающий магнитное поле в 1000 раз.

Но недавние открытия дали больше подсказок. Ученые нашли магнетар, удаляющийся от Млечного Пути. Нам уже удавалось наблюдать подобные объекты, когда одна звезда в системе взрывается в виде сверхновой. То есть, он был частью двоичной системы.

Во время партнерства, объекты вращались рядом (ближе дистанции Земля-Солнце). Этого расстояния хватало, чтобы обмениваться материалом. Первой начала умирать крупная звезда, отдавая свою массу меньшей. Это заставило ее раскручиваться и отдавать массу обратно. В итоге, меньшая взрывается как сверхновая, выбросив вторую на новую траекторию. Вместо формирования нейтронной звезды мы получили магнетар.

Магнетар SGR 1900+14

Мощь наблюдаемого магнитного поля просто ошеломляет! У Земли оно занимает 25 гауссов, а на поверхности мы испытываем лишь меньше 0.5 гауссов. У нейтронной звезды – триллион гауссов, но магнетары превосходят эту отметку в 1000 раз!

Чтобы случилось, если бы вы оказались рядом? Ну, в пределах 1000 км магнитное поле настолько сильное, что разорвало бы вас на атомном уровне. Дело в том, что сами атомы деформируются и больше не могут поддерживать вашу форму.

Но вы бы так ничего и не поняли, потому что умерли от интенсивного излучения и смертоносных частиц объекта в магнитном поле.

Звездообразование раскалывает поверхность нейтронной звезды

Наиболее сильное событие случилось с объектом SGR 1806-20, удаленным на 50000 световых лет. За 1/10 секунды одно из землетрясений создало больше энергии, чем Солнце за 100000 лет. И это не сверхновая, а всего лишь одна трещина на поверхности!

К счастью для нас, эти действительно убийственные объекты расположены далеко и нет никакой вероятности, что они могут приблизиться. Чтобы лучше изучить магнетары и узнать больше интересной информации, посмотрите видео.

Источник

Магнетар

Магнетар – звезда с настолько мощным магнитным полем, что способна вытащить железо из крови человека, находясь за тысячи километров от него.

Общие сведения

Магнетар – это нейтронная звезда, обладающая невероятно сильным магнитным полем, которое может равняться до 10*11 Тесла и выше. Как известно, нейтронные звезды появляются вследствие выгорания обычных звезд, являясь как бы конечным продуктом их эволюции. Обычно нейтронная звезда появляется после вспышки сверхновой. Для того чтобы после взрыва сверхновой образовался магнетар, звезде нужно иметь достаточную массу.

Рисунок магнетара SGR 0418+5729

Обычно магнетарами становятся те астрономические светила, которые имели массу, которая соответствовала весу примерно 40-ка наших Солнц. И хотя данное утверждение не доказано, многие ученые считают, что оно истинно, поскольку для того, чтобы превратиться в магнетар, звезде нужно иметь достаточное количество вещества.

Хотя магнетары за счет своего огромного магнитного поля, а также по ряду других причин являются чрезвычайно интересными объектами для астрономов, в действительности на сегодняшний день они достаточно мало изучены учеными. Это объясняется несколькими факторами. Во-первых, практически все известные нам магнетары находятся на достаточно большом удалении от Земли, из-за чего их непросто обнаружить и впоследствии наблюдать за ними. Во-вторых, магнетары имеют сравнительно небольшую, как для звезд, продолжительность жизни. Многие из известных магнетаров уже доживают свой срок, из-за чего их магнитное излучение уже не так сильно, по причине чего трудно понять истинную мощь и сущность этих звезд.

Строение и состав

Схема строения магнетара

Магнетар – тип нейтронной звезды, которая имеет чрезвычайно высокую плотность. Как правило, все нейтронные звезды покрыты относительно тонкой корой, состоящей в основном из электронов и тяжелых атомных ядер. Внутри нейтронной звезды находится жидкая плазма, которая в основном состоит из нейтронов. Считается, что именно чрезвычайно сильная внутренняя плотность магнетара служит причиной его высокого магнитного излучения.

Магнетары – это звезды, которые очень быстро вращаются вокруг своей оси. Скорость вращения этих звезд колеблется в пределах от нескольких раз до тысяч оборотов в секунду. Большинство магнетаров имеет относительно небольшие размеры. Как правило, диаметр большинства из них достигает всего 20-30 километров. Хотя, конечно же, существуют сверхмассивные магнетары, которые обладают гораздо большими габаритами.

Что касается массы, то здесь не все так просто. Из-за своей высокой плотности, магнетар диаметром в 30 километров будет значительно тяжелее нашего Солнца. Что касается сверхкрупных магнетаров, то их вес может превышать вес Солнца в несколько десятков раз, а то и более.

Наблюдение и известные магнетары

Сверхновая и магнетар 3XMM J185246.6+003317 (большая синяя точка под ней)

Из-за относительно небольшой величины магнетаров, а также их удаленности от Земли, наблюдать их при помощи обычных, любительских телескопов не представляется возможным. Для наблюдения магнетаров наиболее подходит метод инфракрасного или рентгеновского сканирования неба. При помощи специальных агрегатов ученые пытаются обнаружить магнетары в космическом пространстве. Благо из-за того, что они излучают интенсивное магнитное поле и радиацию, обнаружить их с помощью приборов представляется намного более простой задачей.

На сегодняшний день, по разным источникам, человечеству известно от 30 до 150 магнетаров. Последняя цифра скорее характеризует не столько действительное количество магнетаров, сколько количество объектов, похожих на эти астрономические тела. По данным на 2007 год астрономами было открыто только 12 магнетаров. Среди них: SGR 1806-20, SGR 1900+14, 1E 1048.1-5937 и другие.

Магнетар SGR 1806-20

Первый объект, SGR 1806-20 представляет чрезвычайно мощный магнетар, который удален от нашей планеты на расстояние 14,5 килопарсек или 50 тысяч световых лет и находится на другом краю нашей Галактики. Второй, предположительно, взорвался в 1998 году, но его свет до сих пор доходит до Земли. Третий находится на относительно близком от нас расстоянии – всего 9 тысяч световых лет. Обнаружение каждого из этих магнетаров было настоящей сенсацией для астрономов. Обнаружение этих и других подобных им звезд продолжает радовать ученых и по сегодняшний день.

Интересные факты

Источник

Магнитары и их активность: источники мягких повторяющихся гамма-всплесков

Сергей Борисович Попов

Что такое магнитары?

Существует несколько теорий, объясняющих природу МПГ. В настоящее время есть два основных подхода, использующихся для объяснения свойств МПГ и родственного им класса объектов — аномальных рентгеновских пульсаров (АРП). Это околозвездные диски и сверхсильные магнитные поля.

С точки зрения наблюдений есть два ключевых факта, используемые в обоих подходах. Это длинные (в сравнении с радиопульсарами) периоды вращения нейтронных звезд и большие положительные производные периода (т. е. периоды всегда увеличиваются и довольно быстро).

Один из подходов исторически связан именно АРП. Поэтому в начале несколько слов об этих объектах. АРП были выделены в отдельный класс в середине 90-х гг., когда заметили, что есть небольшая группа рентгеновских пульсаров с близкими периодами (порядка 10 секунд). Для всех этих источников было характерно постоянное увеличение периода пульсаций (т. е. вращение нейтронной звезды все время замедляется). Кроме того, ни для одного из этих объектов не удавалось (да так и не удалось) зарегистрировать излучение оптического компаньона, т. е. возникало подозрения, что все АРП не двойные системы (как прочие рентгеновские пульсары), а одиночные нейтронные звезды.

Уже в середине 90-х была высказана гипотеза, что АРП — это одиночные нейтронные звезды, окруженные диском. Такой диск может возникнуть или из-за разрушения компаньона, или же из-за процесса обратной аккреции (fall-back) при образовании нейтронной звезды (выброшенное в результате взрыва вещество частично оказывается гравитационно связанным с образовавшимся компактным объектом, и постепенно выпадет на него). В этой теории достаточно естественно можно объяснить периоды и замедление АРП и МПГ. Однако описать вспышечную активность очень трудно. В настоящее время эта теория не пользуется большой популярностью, и мы в дальнейшем не будет подробно ее обсуждать. Обратимся к ее более успешному конкуренту — модели магнитаров. (Д. Г. Яковлев из ФТИ им. Иоффе обратил наше внимание на то, что по-русски название этих объектов следует писать именно через «и». В самом деле, коли название происходит от слова «магнит», то не стоит просто калькировать английское magnetar.)

Магнитарная модель родилась в 1992 г. Наиболее последовательная разработка этой теории связана с именами американских ученых Кристофера Томпсона (C. Thompson) и Роберта Дункана (R. Duncan). На английском языке можно прочесть замечательные популярные материалы по МПГ, подготовленные Дунканом. (Отметим также, что одновременно с первой работой этой пары в 1992 г. появилась статья Владимира Усова, где высказывалась гипотеза о том, что сверхзамагниченные нейтронные звезды с миллисекундными периодами могут быть связаны с космическими гамма-всплесками.) Длинные периоды и их быстрое увеличение естественно объясняются наличием у нейтронной звезды большого (порядка 10 14-15 Гаусс) магнитного поля. Существенно, что постоянная (невспышечная) светимость и МПГ и АРП превосходит потери вращательной энергии. Это отличает эти источники от обычных радиопульсаров. Авторское определение магнитара говорит именно о том, что не вращение, а магнитное поле ответственно за основной вклад в энергетику. Это можно обеспечить распадом (затуханием) магнитного поля.

Наличие большого поля с учетом его распада говорит о молодости нейтронных звезд. Это подтверждается и оценкой возраста по периоду. Если мы разделим период вращения на темп его замедления, то мы получим оценку возраста нейтронной звезды. Для МПГ такая процедура дает возраст порядка тысячи лет, для АРП несколько больше — около десяти тысяч лет.

Существенно, что в модели магнитара можно пытаться объяснять свойства вспышек. Причем, вспышки наблюдаются не только у МПГ. Всплески, аналогичные слабым вспышкам МПГ, зарегистрированы и от АРП. Этот факт тесно связывает два типа источников друг с другом.

Окончательной теории вспышек пока нет, но можно указать общие черты, используемые в разных вариантах решения этой проблемы. Энергия выделяется из-за перестройки системы силовых линий магнитного поля. В этом смысле вспышки магнитаров могут быть подобны солнечным вспышкам, хотя есть и некоторые отличия, связанные с тем, что в случае магнитаров во-первых, энергия поля очень велика, а во-вторых, силовые линии «зацеплены» за плотное вещество — кору нейтронной звезды. Причиной перестройки магнитосферы как раз может быть подвижка коры, хотя есть и другие предположния о том, что же вызывает начало всплеска, например, это может быть связано с какими-то плазменными неустойчивостями. Была замечана любопытная особенность. Распределение слабых спектров по энергии аналогично распределению землетрясений по силе. Некоторые исследователи полагают, что это можно рассматривать как косвенный аргумент в пользу того, что всплески инициируются «звездотрясениями».

Всплеск АРП 1E 1048-5937. Рисунок взят из работы Гавриила и др. (Gavriil et al.) Nature том 419 стр. 142 (2002)

О сильном магнитном поле косвенно свидетельствуют длинные периоды и быстрый темп их увеличения. Кроме оценок магнитного поля по темпу замедления вращения нейтронных звезд существуют и прямые измерения. Несколько лет назад по наблюдениям на спутнике RXTE удалось получить спектры одного из МПГ, в которых отчетливо различима спектральная деталь. Наиболее подходящим объяснением этой линии в спектре является протонное циклотронное поглощение (это означает, что за поглощение ответственны протоны, вращающиеся вокруг силовых линий магнитного поля). Если эта гипотеза верна, то поле получается равным 10 15 Гаусс, что, кстати сказать, совпадает с оценкой по темпу замедления вращения.

Спектр МПГ 1806-20. Видна спектральная деталь, которую связывают с протонной циклотронной линией. Рисунок взят из работы Ибрагима и др. (A. I. Ibrahim et. al.) Astrophysical journal том 574 стр. L51 (2002)

Если оценки возраста магнитаров, сделанные по их замедлению, верны, то можно попытаться оценить какая доля нейтронных звезд проходит через эту эволюционную стадию. Если в Галактике находится несколько сот миллионов нейтронных звезд, а возраст Галактики примерно 10 миллиардов лет, то, принимая, что мы знаем несколько магнитаров с возрастом порядка нескольких тысяч лет, можно получить, что несколько процентов нейтронных звезд рождается со сверхсильными магнитными полями. При этом время жизни магнитара должно быть невелико. За несколько десятков тысяч лет магнитное поле затухает до значений, исключающих активность типа проявляемой МПГ и АРП. Т. о. число магнитаров среди новорожденных нейтронных звезд не так уж мало!

Здесь уместно сделать несколько замечаний о «магнитарной угрозе». Среди новостей, посвященных вспышке 27 декабря, мелькали фразы о том, что будь источник расположен на расстоянии в 30 пк от нас, излучение всплеска могло бы погубить жизнь на Земле. Сделанная выше оценка частоты появления магнитаров делает появление такого редкого и короткоживущего объекта на небольшом расстоянии от солнечной системы крайне маловероятным. Даже локальный избыток числа молодых нейтронных звезд, связанный с Поясом Гулда (локальной дискообразной структурой размером около 600 пк, содержащей массивные звезды), не увеличивает оценку существенно. Кроме того, в спокойном состоянии магнитар не может «спрятаться» от нас на небольшом расстоянии. Заметная рентгеновская светимость такого источника «выдала» бы его, если бы он был у нас под боком.

Источник

Магнетар

Магнетар – звезда с настолько мощным магнитным полем, что способна вытащить железо из крови человека, находясь за тысячи километров от него

Магнетар – это нейтронная звезда, обладающая невероятно сильным магнитным полем, которое может равняться до 10*11 Тесла и выше. Как известно, нейтронные звезды появляются вследствие выгорания обычных звезд, являясь как бы конечным продуктом их эволюции. Обычно нейтронная звезда появляется после вспышки сверхновой. Для того чтобы после взрыва сверхновой образовался магнетар, звезде нужно иметь достаточную массу

Рисунок магнетара SGR 0418+5729

Обычно магнетарами становятся те астрономические светила, которые имели массу, которая соответствовала весу примерно 40-ка наших Солнц. И хотя данное утверждение не доказано, многие ученые считают, что оно истинно, поскольку для того, чтобы превратиться в магнетар, звезде нужно иметь достаточное количество вещества.

Хотя магнетары за счет своего огромного магнитного поля, а также по ряду других причин являются чрезвычайно интересными объектами для астрономов, в действительности на сегодняшний день они достаточно мало изучены учеными. Это объясняется несколькими факторами. Во-первых, практически все известные нам магнетары находятся на достаточно большом удалении от Земли, из-за чего их непросто обнаружить и впоследствии наблюдать за ними. Во-вторых, магнетары имеют сравнительно небольшую, как для звезд, продолжительность жизни. Многие из известных магнетаров уже доживают свой срок, из-за чего их магнитное излучение уже не так сильно, по причине чего трудно понять истинную мощь и сущность этих звезд.

Магнетар – тип нейтронной звезды, которая имеет чрезвычайно высокую плотность. Как правило, все нейтронные звезды покрыты относительно тонкой корой, состоящей в основном из электронов и тяжелых атомных ядер. Внутри нейтронной звезды находится жидкая плазма, которая в основном состоит из нейтронов. Считается, что именно чрезвычайно сильная внутренняя плотность магнетара служит причиной его высокого магнитного излучения.

Магнетары – это звезды, которые очень быстро вращаются вокруг своей оси. Скорость вращения этих звезд колеблется в пределах от нескольких раз до тысяч оборотов в секунду. Большинство магнетаров имеет относительно небольшие размеры. Как правило, диаметр большинства из них достигает всего 20-30 километров. Хотя, конечно же, существуют сверхмассивные магнетары, которые обладают гораздо большими габаритами.

Что касается массы, то здесь не все так просто. Из-за своей высокой плотности, магнетар диаметром в 30 километров будет значительно тяжелее нашего Солнца. Что касается сверхкрупных магнетаров, то их вес может превышать вес Солнца в несколько десятков раз, а то и более.

Наблюдение и известные магнетары

Сверхновая и магнетар 3XMM J185246.6+003317 (большая синяя точка под ней)

Из-за относительно небольшой величины магнетаров, а также их удаленности от Земли, наблюдать их при помощи обычных, любительских телескопов не представляется возможным. Для наблюдения магнетаров наиболее подходит метод инфракрасного или рентгеновского сканирования неба. При помощи специальных агрегатов ученые пытаются обнаружить магнетары в космическом пространстве. Благо из-за того, что они излучают интенсивное магнитное поле и радиацию, обнаружить их с помощью приборов представляется намного более простой задачей.

На сегодняшний день, по разным источникам, человечеству известно от 30 до 150 магнетаров. Последняя цифра скорее характеризует не столько действительное количество магнетаров, сколько количество объектов, похожих на эти астрономические тела. По данным на 2007 год астрономами было открыто только 12 магнетаров. Среди них: SGR 1806-20, SGR 1900+14, 1E 1048.1-5937 и другие.

Магнетар SGR 1806-20

Первый объект, SGR 1806-20 представляет чрезвычайно мощный магнетар, который удален от нашей планеты на расстояние 14,5 килопарсек или 50 тысяч световых лет и находится на другом краю нашей Галактики. Второй, предположительно, взорвался в 1998 году, но его свет до сих пор доходит до Земли. Третий находится на относительно близком от нас расстоянии – всего 9 тысяч световых лет. Обнаружение каждого из этих магнетаров было настоящей сенсацией для астрономов. Обнаружение этих и других подобных им звезд продолжает радовать ученых и по сегодняшний день

Некоторые магнетары обладают большей силой притяжения, чем ряд чёрных дыр.

Предполагается, что в нашей галактике существует порядка 30 миллионов магнетаров.

Средняя продолжительность жизни магнетара составляет около 1 миллиона лет.

Некоторые отдаленные магнетары способны излучать настолько сильные вспышки гамма- и рентгеновского излучения, что, находясь за миллиарды километров от нашей планеты, могут навредить земным электроприборам.

Магнетар имеет настолько большую плотность, что чайная ложка его вещества весила бы 300 миллионов тонн.

Всё было неплохо, пока не пошёл бред про «десятки масс Солнца» в магнетаре, и гравитацию большую чем у ЧД.

Просто убийственная звезда.

В космосе взорвалась еще одна звезда

Мы со своим любительским телескопом на самодельной удаленной обсерватории несколько дней назад начали снимать эту галактику. Накопив общей выдержкой 7 часов 35 минут, собрали цветную фотографию (выше).

Галактика по центру кадра довольно мелкая, несмотря на то, что она в два раза больше нашего Млечного Пути. Но еще бы, ведь расстояние до этой галактики около 200 млн световых лет. Посмотрим поближе.

А вот и вспышка сверхновой, отметили ее на фото по центру кадра. Ее примерный блеск на момент съемки

Но что в сравнении? Ок, найдем фотографию этой галактики но сделанную намного раньше. К сожалению, эту галактику мы ранее не снимали, на помощь приходит интернет.

В общем в космосе вокруг нас происходят довольно занятные вещи. А вот на это, что на фото выше (и списком ниже) было снято. Самодельная обсерватория растёт, доделываю еще две метеостанции с дозиметрами :). Оборудование в астробудке:

— Монтировка HEQ5 Pro

— Телескоп SW BK2001P (200мм, фокус 1000мм)

— Основная камера ZWO ASI 1600MM Pro

— Гид-телескоп SW Finder 9×50

— Гидирующая камера ZWO ASI 120MM

Анапа двор Самодельная обсерватория в пригороде Оренбурга.

Космические заметки пишу тут: Telegram и ВК.

Более тяжелые звезды могут не взрываться как сверхновые, а сразу перерождаться в черные дыры

В отличие от известных сверхновых типа Ia, которые могут быть вызваны слиянием или взаимодействием двух звезд, большие звезды подвергаются так называемому коллапсу ядра сверхновой. Звезды выживают благодаря балансу тепла и давления против гравитации. По мере старения большая звезда должна выделять тепло за счет слияния всё более тяжелых элементов. Но эту цепочку можно довести только до железа (Fe). После этого сплавление в более тяжелые элементы только отнимает у вам энергию, а не высвобождает ее. Итак, ядро коллапсирует, создавая ударную волну, которая разрывает звезду на части.

В моделях больших умирающих звезд коллапс ядра сверхновых происходит для звезд с массой свыше 9-10 солнечных масс, примерно до 40-50 солнечных масс. Звезды, превышающие эту массу, настолько массивны, что они, вероятно, сразу же сжимаются в черную дыру, не превращаясь в сверхновую. Чрезвычайно массивные звезды, порядка 150 солнечных масс и более, могут взорваться как гиперновая. Эти монстры взрываются не из-за коллапса ядра, а из-за эффекта, известного как нестабильность пар, когда сталкивающиеся фотоны, созданные в ядре, создают пары электронов и позитронов.

Это новое исследование предполагает, что верхний предел массы сверхновых с коллапсом ядра может быть намного ниже, чем мы думали. Команда изучила содержание элементов в паре сталкивающихся галактик, известных как Arp 299. Поскольку галактики находятся в процессе столкновения, этот регион является рассадником сверхновых. В результате содержание элементов в Arp 299 должно в значительной степени зависеть от элементов, выбрасываемых при взрывах сверхновых. Они измерили отношение содержания железа к кислороду и отношения неона и магния к кислороду. Они обнаружили, что отношения Ne/O и Mg/O были аналогичны отношениям на Солнце, в то время как отношение Fe/O было намного ниже, чем на Солнце. Наиболее эффективно железо выбрасывается во Вселенную при помощи больших сверхновых.

Отношения, наблюдаемые командой, не соответствовали стандартным моделям коллапса ядра, но они обнаружили, что данные хорошо соответствуют моделям сверхновых, если исключить любые сверхновые с массой около 23–27 солнечных. Другими словами, если звезды коллапсируют в черные дыры с массой более 27 солнечных масс, то модели и наблюдения согласуются.

Эта работа не доказывает окончательно, что верхний предел массы сверхновых меньше, чем мы думали. Также возможно, что сверхновые звезды производят больше неона и магния, чем предсказывают модели. В любом случае ясно, что нам еще многое предстоит узнать о последних вздохах больших звезд.

Анализируя данные, собранные при помощи обзора неба VLASS, Донг и его коллеги обратили внимание на яркий в радиодиапазоне объект, получивший название VT 1210+4956, который находится на периферии карликовой галактики с активным звездообразованием, лежащей на расстоянии примерно в 480 миллионов световых лет от Земли. Впоследствии исследователи обнаружили, что в 2014 г. рентгеновский детектор MAXI, установленный на борту Международной космической станции (МКС), запечатлел вспышку рентгеновского излучения со стороны этого же источника.

Для объяснения данных этих наблюдений астрономы предложили логически стройную гипотезу. История начиналась с пары двух массивных звезд, образующих двойную систему. Одна из звезд была более массивной, чем другая, и эволюционировала быстрее, достигнув окончания жизненного цикла и взорвавшись в конечном счете как сверхновая. После этого взрыва в системе остался массивный объект, представляющий собой черную дыру или нейтронную звезду, и менее массивная звезда-компаньон.

Массивный объект постепенно приближался к звездному компаньону, и примерно 300 лет назад он вошел в атмосферу звезды, начиная «смертельный танец». В этот момент в результате взаимодействия газ из атмосферы звезды-компаньона стал выбрасываться в космос и образовывать вокруг пары торообразную аккреционную структуру.

В конечном счете черная дыра или нейтронная звезда достигла ядра звезды-компаньона, и это инициировало коллапс ядра звезды-компаньона и вспышку сверхновой – уже второй по счету для этой системы. В результате коллапса ядра звезды-компаньона на короткое время сформировался диск из материала вокруг вторгающегося массивного объекта, наличие которого обусловило выброс ярких в рентгеновском диапазоне джетов, которые и зафиксировал инструмент MAXI, установленный на борту МКС, пояснили авторы.

Материал, выброшенный в результате взрыва звезды-компаньона как сверхновой, произошедшего в 2014 г., двигался гораздо быстрее, чем ранее выброшенный материал ее газовых оболочек, и столкновение между двумя этими порциями материала обусловило мощные ударные волны, которые и сформировали яркое радиоизлучение, зарегистрированное при помощи обзора неба VLASS, рассказали Донг и его коллеги.

Работа опубликована в журнале Science.

«Спектр-РГ» открыл необычную сверхновую над плоскостью Галактики

Российская орбитальная обсерватория «Спектр-РГ» сканирует Вселенную в ходе четвертого обзора всего неба в рентгеновских лучах. Рекордная чувствительность телескопа eROSITA (одного из двух телескопов на борту «Спектра-РГ») позволяет находить очень редкие и необычные источники рентгеновского излучения на небесной сфере.

Как сообщает Институт космических исследований РАН, одним из таких источников стал «круглый» объект, угловой размер которого в 8 раз больше видимого диаметра Луны. Российские астрофизики, открывшие этот объект и давшие ему имя G116.6-26.1 в соответствии с координатами на небе, считают, что это остаток вспышки термоядерной сверхновой, взорвавшейся 40 000 лет назад. Его главное отличие от нескольких сотен подобных объектов — свойства газа, в котором находилась взорвавшаяся звезда.

Открытие старого остатка термоядерной сверхновой в нашей галактике — это достаточно редкое событие. G116.6-26.1 к тому же находится не в плоскости Галактики («диск» толщиной около 1 тысячи световых лет, где в основном сосредоточено звездное население; его окружает более разреженное звездное и газовое гало, простирающееся на десятки и сотни тысяч световых лет от нас), где его можно было бы ожидать, а на впечатляющем расстоянии в 4 тысячи световых лет над ней и в 10 тысячах световых лет от Солнца.

В ходе термоядерных реакций синтеза с гигантским энерговыделением, ставших причиной взрыва, и радиоактивного распада более половины массы звезды превратилось в железо. Образовавшаяся ударная волна при распространении «сгребла» перед собой горячий газ в гало галактики общей массой около 100 масс Солнца. Рентгеновский телескоп eROSITA «увидел» излучение этого газа в линиях водородоподобного (O VIII) и гелиеподобного (O VII) ионов кислорода, состоящих из ядра кислорода с зарядом Z=8 и лишь одного или двух электронов соответственно.

«Подобное излучение характерно для равновесной астрофизической плазмы с температурой около 1–2 миллионов градусов. Основные характеристики спектра найденного нами объекта предполагают, что соотношение количества разных ионов в сгребенном газе должно было измениться не сильно по сравнению окружающим его невозмущенным газом. Это, вообще говоря, удивительно, поскольку можно было ожидать, что прохождение ударной волны, нагрев и увеличение плотности газа в несколько раз должно было поменять эти соотношения.

Наше объяснение состоит в том, что плотность газа даже после сжатия была очень мала, и время установления ионизационного равновесия оказывается дольше возраста сверхновой. В результате мы наблюдаем пример „перегретой“ плазмы, „помнящей“ изначальное соотношение между количеством разных ионов. При этом заметно меняется эффективность столкновительного возбуждения наиболее важных переходов, и излучение в линиях кислорода повышается более чем в 10 раз в сравнении с равновесной ситуацией при той же температуре. Именно это обстоятельство, как мы считаем, делает найденный остаток сверхновой источником яркого рентгеновского излучения в линиях ионов кислорода, а также уникальной „живой“ лабораторией процессов в неравновесной астрофизической плазме», — говорит один из авторов открытия к.ф.-м.н. Ильдар Хабибуллин.

«Исследования свойств газа в гало нашей галактики — это важнейшая задача для понимания процесса формирования и эволюции галактик, — рассказывает ведущий автор статьи академик Евгений Чуразов. — Гигантские размеры гало и ничтожная плотность вещества делают эту задачу очень трудной. Замечательно, что сейчас у нас появляется возможность использовать остатки вспышек сверхновых для прямых измерений температуры и плотности газа на расстояниях в десятки тысяч световых лет от нас, высоко над плоскостью Млечного Пути».

Считается, что термоядерные сверхновые встречаются в нашей Галактике реже, чем взрывы массивных звезд, сопровождающихся гравитационным коллапсом и образованием нейтронных звезд или черных дыр. До сегодняшнего дня достоверно известно о пяти таких сравнительно молодых (возраст от ста до тысячи лет) остатках термоядерных взрывов.

«Можно надеяться, что при детальном исследовании газа в центральной части остатка будут обнаружены ионы железа общей массой почти в массу Солнца, которые были синтезированы в ходе термоядерного взрыва и гибели белого карлика. Возможно удастся понять, как и за какое время происходит перемешивание этой „железной“ плазмы с окружающей средой и обогащение газа в гало железом, — говорит соавтор статьи академик Рашид Сюняев, научный руководитель проекта „Спектр-Рентген-Гамма“. — Поразительно и то, что открытый остаток вспышки сверхновой не виден в радиолучах. Значит, ударная волна в горячей плазме гало галактики крайне неэффективно ускоряет космические лучи. Ведь большинство старых остатков сверхновых в плоскости нашей Галактики были открыты по их радиоизлучению».

Российские астрофизики надеются в ближайшие месяцы и годы сообщить о других неизвестных ранее остатках сверхновых, обнаруженных телескопом eROSITA в ходе обзора всего неба в рентгеновских лучах. Но их еще надо найти среди миллионов рентгеновских источников другой природы и разреженных облаков горячего диффузного газа нашей Галактики на картах рентгеновского неба, которые получает обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма».

Источник