Астрономия

В остатке сверхновой обнаружили «загрязненную» кальцием звезду

RCW 86

NASA/JPL-Caltech/UCLA

Международная группа астрофизиков под руководством сотрудника Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга МГУ обнаружила в остатке сверхновой RCW 86 звезду солнечного типа в двойной системе с нейтронной звездой. Атмосфера этой звезды оказалась сильно «загрязненной» тяжелыми элементами, выброшенными при взрыве сверхновой, которая и породила нейтронную звезду. В частности, обилие кальция в атмосфере звезды превышает солнечное в шесть раз, что делает эту звезду очень необычной, так как при взрыве стандартных сверхновых загрязнение кальцием должно быть незначительным. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Эволюция массивной звезды завершается катастрофическим событием — взрывом сверхновой. Центральная часть взорвавшейся звезды сжимается до огромных плотностей и превращается в нейтронную звезду, вокруг которой образуется протяженная газовая оболочка, так называемый диффузный остаток сверхновой. В настоящее время в нашей галактике известно несколько сотен диффузных остатков сверхновых, и в нескольких десятках из них были найдены связанные с ними нейтронные звезды.

В 2002 году сотрудник ГАИШ МГУ Василий Гварамадзе исследовал остаток сверхновой RCW 86. Он предположил, что грушеобразная форма RCW 86 может быть объяснена как результат взрыва сверхновой на краю «пузыря», образованного ветром движущейся звезды — предшественницы сверхновой. Это позволило ученому обнаружить в RCW 86 рентгеновский источник, ныне известный как GV2003 N, возможно, являющийся молодой нейтронной звездой.

Остаток сверхновой RCW 86 и GV2003 N. По часовой стрелке с верхней левой панели: радиоизображение RCW 86 на частоте 843 МГц, полученное с помощью радиотелескопа MOST; оптическое изображение аркообразной туманности на юго-востоке RCW 86 из Цифрового обзора неба DSS-II; оптическое и рентгеновские изображения точечных источников GV2003 N и GV2003

Василий Гварамадзе

Если GV2003 N действительно является нейтронной звездой, то она должна быть очень слабым источником оптического излучения. Но на изображении GV2003 N, полученном в 2010 году, была обнаружена довольно яркая оптическая звезда. Это могло означать, что GV2003 N не является нейтронной звездой. «Для того чтобы определить природу звезды на месте GV2003 N, мы получили ее изображения в семи фильтрах с помощью фотометра GROND на 2,2-метровом телескопе Европейской южной обсерватории (Чили). Спектральное распределение энергии этой звезды показало, что она является звездой солнечного типа (т. н. G-звездой). Но, поскольку рентгеновская светимость G-звезды должна быть намного меньше измеренной светимости GV2003 N, нами был сделан вывод, что мы имеем дело с двойной системой, состоящей из нейтронной звезды (видимой в рентгене как GV2003 N) и G-звезды (видимой в оптике)», — пояснил Василий Гварамадзе, ведущий автор публикации в Nature Astronomy.

Существование таких систем является естественным результатом эволюции двойных звезд. Исследования последних лет показывают, что большинство массивных звезд рождается в двойных или кратных системах. После взрыва одной из звезд в двойной системе вторая звезда может быть «загрязнена» тяжелыми элементами, выброшенными сверхновой.

Для проверки гипотезы, что GV2003 N является двойной системой, астрофизики получили четыре спектра G-звезды с помощью телескопа VLT Европейской южной обсерватории. Измерения показали, что радиальная скорость этой звезды сильно изменилась в течение одного месяца. Такое возможно, если орбита двойной системы является вытянутой, а орбитальный период системы меньше 40 дней. Полученный результат подтвердил, что GV2003 N является нейтронной звездой и что остаток сверхновой RCW 86 образовался в результате взрыва сверхновой на краю пузыря, образованного ветром массивной звезды. Это имеет важное значение для понимания структуры некоторых пекулярных остатков сверхновых, а также для поиска находящихся в них нейтронных звезд.

До недавнего времени наиболее популярной точкой зрения являлось то, что богатые кальцием сверхновые являются результатом детонации гелия на поверхности белого карлика (маломассивной звезды). Полученные же Василием Гварамадзе и его коллегами результаты свидетельствуют в пользу того, что при определенных условиях большое количество кальция может синтезироваться и при взрыве массивных звезд в двойных системах.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.