Астрономы впервые зафиксировали огненный шар рентгеновского излучения, извергающийся из мертвой звезды, пережившей взрыв новой звезды

Исследователи наблюдали это событие благодаря данным совместного германо-российского рентгеновского телескопа eROSITA, который находится в космосе на расстоянии около 900 000 миль.

Взрыв новой произошел от белых карликов в созвездии Ретикулум. Его зафиксировал телескоп eROSITA, расположенный на расстоянии 900 000 миль от Земли, пишет dailymail.co.uk.

Когда звезды в нашей галактике сжигают все свое топливо, они сжимаются, превращаясь в белых карликов. Белые карлики имеют размеры, сравнимые с Землей, но массу, сравнимую с Солнцем.

Астрономы в Германии впервые зафиксировали огненный «взрыв новой звезды» белого карлика.

Исследователи наблюдали это событие благодаря данным совместного германо-российского рентгеновского телескопа eROSITA, который находится в космосе на расстоянии около 900 000 миль.

Рентгеновская вспышка, получившая название YZ Reticuli, полностью пересветила центр детектора eROSITA, который регистрирует испускаемые фотоны.

Белые карлики — это невероятно плотные остатки звезд размером с Солнце после того, как они израсходовали свое ядерное топливо, и уменьшились примерно до размеров Земли.

Иногда такие мертвые звезды вспыхивают сверхгорячим взрывом и производят огненный шар рентгеновского излучения.

Эти взрывы новых происходят от белых карликов в двойной системе — системе, состоящей из двух звезд, связанных гравитацией.

Теперь исследователи впервые смогли наблюдать такой взрыв рентгеновского света, который исходил от белого карлика в созвездии Ретикулум.

ЧТО ТАКОЕ БЕЛЫЙ КАРЛИК?

Белый карлик — это остатки меньшей звезды, у которой закончилось ядерное топливо.

В то время как большие звезды, масса которых превышает массу нашего Солнца в десять раз, в конце своей жизни переживают впечатляющую кульминацию в виде взрыва сверхновой звезды, звезды меньшего размера избегают таких драматических судеб.

Когда звезды, подобные солнцу, подходят к концу своей жизни, они истощают свое топливо, расширяются как красные гиганты, а затем выбрасывают свои внешние слои в космос.

Горячее и очень плотное ядро бывшей звезды — белого карлика — это все, что осталось.

Белые карлики обладают массой, приблизительно равной массе Солнца, но имеют примерно такой же радиус, как Земля, а это означает, что они невероятно плотны.

Гравитация на поверхности белого карлика в 350 000 раз больше, чем на Земле.

Они становятся такими плотными, потому что их электроны сталкиваются друг с другом, создавая то, что вызывает «дегенеративную материю».

Это означает, что более массивный белый карлик имеет меньший радиус, чем его менее массивный аналог. 

Хотя наблюдение было сделано eROSITA еще в июле 2020 года, оно только что было подробно описано в новом исследовании, проведенном астрономами из Университета Фридриха-Александра Эрланген-Нюрнберг (FAU) в Эрлангене, Германия.

«На самом деле это было в какой-то степени удачное совпадение», — сказал автор исследования Оле Кениг из FAU. «Нам действительно повезло.

«Эти рентгеновские вспышки длятся всего несколько часов, и их почти невозможно предсказать, но наблюдательный прибор должен быть направлен прямо на взрыв в нужное время».

eROSITA находится в космосе в точке Лагранжа 2 (L2), области сбалансированной гравитации между Солнцем и Землей на расстоянии около 900 000 миль (1,5 миллиона км).

eROSITA исследует небо на наличие мягкого рентгеновского излучения с 2019 года, хотя из-за разрыва сотрудничества между Германией и Россией после вторжения на Украину прибор прекратил сбор данных 26 февраля 2022 года.

Менее чем через год после начала работы, 7 июля 2020 года, eROSITA измерила сильное рентгеновское излучение в области неба, которая всего четыре часа назад была совершенно незаметной.

Когда четыре часа спустя рентгеновский телескоп обследовал то же место на небе, излучение исчезло. Следовательно, рентгеновская вспышка должна была длиться менее восьми часов.

Рентгеновские взрывы, подобные этому, были предсказаны теоретическим исследованием еще в 1990 , но до сих пор никогда не наблюдались напрямую.

Эти огненные шары рентгеновского излучения возникают на поверхности белых карликов — звезд, которые изначально были сопоставимы по размеру с Солнцем, прежде чем израсходовали большую часть своего топлива, состоящего из водорода, а затем гелия, глубоко внутри их ядер и сжались.

Белые карлики, состоящие в основном из кислорода и углерода, похожи на Землю по размеру, но имеют массу, которая может быть подобна массе нашего Солнца.

БЕЛЫЙ КАРЛИК «ВКЛЮЧАЕТСЯ И ВЫКЛЮЧАЕТСЯ» ЧЕРЕЗ 30 МИНУТ

Исследователи сообщили в 2021 году, что белый карлик «включается и выключается» всего за 30 минут.

Используя данные спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), команда из Университета Дарема стала свидетелем явлений в звездной системе TW Pictoris, находящейся на расстоянии 1400 световых лет от Земли.

Они обнаружили, что для того, чтобы яркость увеличилась, а затем снова упала, потребовались месяцы, а всего около получаса, и, вероятно, это было связано с быстрым магнитным полем.

«Один из способов изобразить эти пропорции — представить себе, что Солнце такого же размера, как яблоко, а это означает, что Земля будет такого же размера, как булавочная головка, вращающаяся вокруг яблока на расстоянии 10 метров», — сказал профессор Йорн Вильмс. также в ФАУ.  

Пытаясь объяснить белый карлик, исследователи сказали, что вы должны представить себе уменьшение яблока до размера булавочной головки. Эта крошечная частица сохранила бы сравнительно большой вес яблока.

Всего лишь чайная ложка вещества внутри белого карлика легко имеет такую же массу, как большой грузовик.

Белые карлики настолько горячие, что светятся белым, но излучение от них настолько слабое, что их трудно обнаружить с Земли.

В двойной звездной системе (солнечная система с двумя звездами) белые карлики могут сопровождаться другой звездой, которая все еще горит.

В этом случае огромное гравитационное притяжение белого карлика вытягивает водород из оболочки сопровождающей его звезды.

Со временем этот водород может собраться, чтобы сформировать слой толщиной всего в несколько метров на поверхности белого карлика.

В этом слое огромное гравитационное притяжение создает колоссальное давление, которое настолько велико, что вызывает повторное зажигание звезды, что приводит к мощному взрыву, во время которого сдувается слой водорода.

Рентгеновское излучение взрыва, подобного этому, попало в детекторы eROSITA 7 июля 2020 года, создав переэкспонированное изображение.

«Используя модельные расчеты, которые мы первоначально провели при поддержке разработки рентгеновского прибора, мы смогли более подробно проанализировать переэкспонированное изображение во время сложного процесса, чтобы получить представление о том, что происходит за кулисами взрыва белого карлика. или нова, — сказал профессор Уилмс.

В результате взрыва образовался огненный шар с температурой около 327 000 градусов по Кельвину, что делает его примерно в шестьдесят раз горячее Солнца.

Поскольку у этих новых довольно быстро заканчивается топливо, они быстро остывают, и рентгеновское излучение становится слабее, пока в конечном итоге не становится видимым светом.

Этот видимый свет достиг Земли через полдня после обнаружения eROSITA и наблюдался с помощью оптических телескопов.

«Затем появилась, казалось бы, яркая звезда, которая на самом деле была видимым светом от взрыва, и настолько яркая, что ее можно было увидеть на ночном небе невооруженным глазом», — сказал Кениг.

По-видимому, «новые звезды», такие как эта, наблюдались в прошлом и были названы «nova stella» или «новая звезда» из-за их неожиданного появления.

Поскольку эти новые звезды видны только после рентгеновской вспышки, очень трудно предсказать такие вспышки, и в основном это зависит от случая, когда они попадают на рентгеновские детекторы.

Новое исследование опубликовано в журнале Nature .

ЧТО ПРОИЗОЙДЕТ С ЗЕМЛЕЙ, КОГДА СОЛНЦЕ УМРЕТ?

Говорят, что через пять миллиардов лет Солнце превратится в красную гигантскую звезду, более чем в сто раз превышающую его нынешний размер.

В конце концов, он будет выбрасывать газ и пыль, чтобы создать «оболочку», составляющую половину его массы.

Ядро станет крошечным белым карликом. Она будет сиять тысячи лет, освещая оболочку и создавая кольцеобразную планетарную туманность.

Хотя эта метаморфоза изменит Солнечную систему, ученые не уверены, что произойдет с третьим камнем от Солнца.

Мы уже знаем, что наше Солнце будет больше и ярче, так что оно, вероятно, уничтожит любую форму жизни на нашей планете.

Но неясно, выживет ли каменистое ядро Земли.