Двойная звезда - источник гамма-излучения

0 1898

Система LMC P3 (в кружке) находится в туманности, образованной останками сверхновой звезды в Большом Магеллановом Облаке, маленькой галактике в 163 000 световых лет от нас.

Астрономы впервые нашли двойную звёздную систему – источник гамма-излучения, расположенную вне нашей галактики. Объект, названный LMC P3, содержит массивную звезду и ядро сверхновой звезды, которые взаимодействуют друг с другом, посылая циклические потоки гамма-излучения.

Учёные использовали данные космического телескопа Ферми, НАСА и других обсерваторий. В результате, международная команда астрономов открыла первую двойную звёздную систему - источник гамма-излучения, расположенный в другой галактике. На данный момент - это самый яркий источник гамма-излучения из всех найденных ранее.

«Ферми обнаружил лишь пять таких источников в нашей галактике. Поэтому нахождение подобного объекта, расположенного так далеко, действительно потрясает» - говорит ведущий исследователь Robin Corbet, Центр космических полетов Годдарта, НАСА. «Двойные звёзды - источники гамма-излучения, предоставляют уникальные данные, которые позволяют изучать другие объекты, излучающие в этом диапазоне».

Такие системы содержат нейтронную звезду или чёрную дыру и излучают энергию преимущественно в форме гамма-лучей. Примечательно, что LMC P3 самый яркий источник гамма-излучения, рентгеновских и радиоволн среди подобных объектов. Также – это второй источник излучения, открытый Ферми.

Открытие опубликовано 1 октября в The Astrophysical Journal.

LMC P3 расположена внутри расширяющихся останков сверхновой звезды, расположенной в Большом Магеллановом Облаке (БМО). В 2012 году, рентгеновской обсерваторией Чандра, был обнаружен источник рентгеновского излучения внутри туманности, образовавшейся в результате взрыва сверхновой звезды. Дальнейшие исследования показали, что он обращается вокруг горячей молодой звезды, которая гораздо массивнее Солнца. Учёные заключили, что объект представляет собой нейтронную звезду или чёрную дыру и классифицировали его как двойную большой массы – источник рентгеновского излучения (HMXB).

В 2015 году, команда Corbet'а изучала данные телескопа Ферми в поисках периодических изменений в гамма-излучении двойных звёздных систем. Исследователи открыли циклические изменения в светимости источника продолжительностью 10.3 дня, расположенного рядом с несколькими другими, ранее известными источниками гамма-излучения, находящимися в БМО. Один из них, называемый Р3, не был идентифицирован в других диапазонах длины волн, но располагался рядом с HMXB. Был ли это один и тот же объект?

Чтобы определить так ли это, учёные исследовали двойную звезду в рентгеновском диапазоне, используя Свифт, в радио диапазоне с помощью Австралийского массива телескопов и в видимом диапазоне длины волн. Наблюдения Свифта открыли аналогичный 10.3-дневный цикл изменения излучения, что и Ферми. Также было установлено, что пики излучения в рентгеновском диапазоне находятся в противофазе с пиками излучения гамма-волн. Когда один был в максимуме, другой находился в минимуме.

«Наблюдения за двойной звездой в видимом диапазоне света, позволили приблизительно предсказать массы компаньонов. Однако, поскольку мы не знаем, как расположена орбита вращения звёзд относительно нашей линии взгляда, мы имеем лишь общее представление о составе системы» - рассказывает член команды Jay Strader, астрофизик университета Мичигана. Одна из звёзд имеет массу от 25 до 40 масс Солнца, а её компаньон в зависимости от расположения орбиты, либо нейтронная звезда массой две солнечных, либо чёрная дыра куда большей массы. Оба объекта образуются во время смерти массивной звезды и представляют собой разные финалы эволюции звёзд.

Поверхность большой звезды нагрета до 33 000С, что в шесть раз больше температуры поверхности Солнца. Звезда столь яркая, что давление света срывает материю с поверхности звезды и создаёт потоки частиц со скоростью истечения в миллионы километров в час.

В двойных системах с гамма-излучением, меньший компаньон создает собственные потоки частиц, преимущественно электронов разогнанных до околосветовых скоростей. Взаимодействие этих потоков частиц создает рентгеновское излучение и радиоволны, пик такого излучения приходится на момент когда младший компаньон находится на части орбиты ближайшей к Земле.

Благодаря различным механизмам электронный ветер также формирует гамма-лучи. Когда излучение звезды сталкивается с высокоэнергетическими электронами, оно усиливается до диапазона гамма-волн. Это называется обратным эффектом Комптона и этот процесс производит больше гамма-лучей когда младший компаньон находится на дальней от нас стороне своей орбиты, если смотреть с Земли.

До запуска космического телескопа Ферми, учёные предполагали, что двойные с гамма-излучением не будут такими редкими объектами, как на самом деле оказалось. Зарегистрированы сотни объектов НМХВ и казалось, что все они, будучи образованы после взрыва сверхновых, должны иметь искомую сигнатуру гамма-излучения. Однако работа Ферми показала обратную ситуацию. Учёные считают, что взрыв сверхновой звезды должен образовать нейтронную звезду с исключительной скоростью вращения, чтобы стать столь мощным источником гамма-излучения.

От апатии к психопатии и обратно или Почему они не выходят на очередной майдан

Украинским "борцам за свободу" любят напоминать как они уверяли всех, что если назначенная майданом власть окажется негодной, они тут же выйдут на новый майдан и прогонят её.И ждут от н...