• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
5 мая
Иван Лавренов
2 082

Астрономы наблюдали рекордно жаркий танец космической «Черной вдовы»

5.5

Ученые обнаружили и исследовали рекордную систему из пульсара и звездного остатка. Экстремальная близость пульсара и компаньона вызывает мощный разогрев последнего, сопровождающийся сильным переменным оптическим излучением.

Пульсар в составе тесной двойной системы.
Пульсар в составе тесной двойной системы. / © NASA, Goddard Space Flight Center

Эволюция тесных двойных звездных систем изобилует драматическими событиями. Если жизненный путь одиночной звезды почти однозначно определяется ее массой, то в двойных системах — в зависимости от массы каждого компонента и расстояния между ними — возможно множество сценариев. Наиболее распространенный из них выглядит следующим образом.

Превращаясь в красный гигант, более массивная звезда расширяется в десятки раз и заполняет полость Роша — область, за пределами которой приливные силы компаньона превосходят ее собственную гравитацию. При этом вещество перетекает от гиганта к компаньону, отчего первый преждевременно превращается в белый карлик, а второй набирает массу. На этом этапе сейчас находится система Алголя, а в прошлом, возможно, это происходило в системе Сириуса.

Художественное изображение двойной системы на первом этапе переноса массы / © fineartamerica.com

Первое действие проходит относительно спокойно, но под занавес драма начинает все стремительнее набирать обороты. Прибавив в весе, вторая звезда ускоряет свою эволюцию, и вскоре тоже превращается в красный гигант. Тут уже наступает время преждевременно умершего первого компаньона пировать: белый карлик оттягивает на себя оболочку гиганта и сам начинает набирать массу.

Аккреция на компактные объекты сопровождается гораздо более бурными явлениями, чем на обычные звезды Главной последовательности. Время от времени стянутое с компаньона вещество, сжимаясь и разогреваясь на поверхности белого карлика, взрывается во вспышках новых, а если масса белого карлика достигает предела Чандрасекара, то он и сам взрывается, становясь сверхновой типа Ia. Чем меньше расстояние между компонентами, тем интенсивнее процессы обмена массой и вызванные им катастрофические явления. В особенно тесных системах второй компаньон может «отомстить», особенно если он является нейтронной звездой. Сокращая свою орбиту за счет приливного трения, он может оказаться внутри красного гиганта, превратив его в экзотический объект Ландау-Торна-Житков и приблизив его собственный конец.

Иногда красный гигант успевает сбросить оболочку до того, как нейтронная звезда, в которую превратился первый компаньон, погрузилась в самое его ядро. На некоторое время образовавшаяся сверх-тесная система из пульсара и остатка второй звезды обретает стабильность, но затем из-за эмиссии гравитационных волн орбита становится еще теснее. Пульсар начинает своими приливными силами пожирать то, что осталось от менее массивной звезды, и разрушать остаток жестким излучением. Недаром прообраз таких систем, PSR B1957+20, астрономы назвали «Черной вдовой». Период обращения в ней составляет всего девять часов — и это не предел.

Обычно системы типа «Черной вдовы» открывают по характерному рентгеновскому и гамма-излучению, испускаемому пульсаром. Ученые из Массачусетского технологического института во главе с Кевином Берджем (Kevin Burdge) занялись изучением оптического излучения уже известных систем, а также поиском новых объектов такого типа, и открыли самую экстремальную систему пульсара и поедаемого им компаньона из известных на сей день.

Система типа «Черная вдова». Мощное излучение пульсара, генерируемого при аккреции, способно вызывать испарение даже тел звездной массы. / © NASA Goddard Flight Center

Период обращения в новооткрытой системе ZTF J1406+1222 составляет всего 62 минуты — стремительный вальс в сравнении с неторопливым девятичасовым променадом. Это быстрее теоретического предела для систем из нейтронной звезды и водородного остатка, и, следовательно, компаньон состоит из гелия либо более тяжелых элементов.

Когда-то компаньон ZTF J1406+1222 сам был звездой, но теперь от него осталось только плотное ядро, которое обращается вокруг пульсара примерно на таком же расстоянии, как Луна от Земли, и само лишь втрое превосходит диаметром нашу планету. Аккреция на нейтронные звезды высвобождает в несколько раз больше энергии, чем термоядерный синтез, и вся эта энергия излучается из области размером несколько сотен-тысяч километров. Сильнейшее жесткое излучение аккреционного диска и самого пульсара обрушивается на компаньон, разогревая его «дневную» сторону до 10 100 градусов Цельсия — почти вдвое горячее солнечной поверхности.

Изображение внутренней области аккреционного диска вокруг пульсара, кадр из анимации https://youtu.be/zrKoZqDIm60. / © NASA/JPL-Caltech

Обычно белые карлики или их остатки сами разогреты до нескольких тысяч градусов, и их поверхность сравнима по яркости с Солнцем. Но даже свет нашего светила не идет ни в какое сравнение с жаром близкого аккреционного диска. Кружась по орбите вокруг пульсара, остаток поворачивается к Земле то «дневной», то «ночной» стороной, что вызывает колебания его яркости в видимом свете в 13 раз — эти колебания астрономы и зафиксировали. Представьте: одну сторону нашего Солнца озарило нечто настолько яркое, что оно само стало проявлять фазы, как Луна.

По мнению ученых, со временем компаньон будет полностью разрушен жестким излучением и приливными силами пульсара. И на этом его яркая жизнь закончится: в отсутствие подпитки пульсары-вампиры всего за какие-то десятки миллионов лет замедляют свое бешеное вращение и становятся самыми обычными нейтронными звездами.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 12:36
НИУ ВШЭ

В рамках международного проекта при участии Роскосмоса и Европейского космического агентства ученые впервые проанализировали данные, полученные с помощью диффузионной магнитно-резонансной томографии с трактографией головного мозга космонавтов. Исследователи увидели существенные изменения в связях между различными отделами головного мозга, причем некоторые изменения сохранялись даже спустя семь месяцев после возвращения на Землю.

Позавчера, 14:41
Ольга Иванова

Исследование ученых из Германии и США показало, что принятие определенных поз помогает справиться с чувством неуверенности.

Вчера, 21:09
Дарья Губина

Компьютерная модель древней вулканической активности спутника показала, как выброшенная вода тысячелетиями оседала инеем на поверхность, формируя многометровые слои льда под полюсами.

14 мая
Василий Парфенов

Космическую компанию Илона Маска в шутку иногда называют пиротехнической — так часто ее изделия взрываются во время испытаний. Пара свежих инцидентов на тестовом полигоне в городе Макгрегор лишь подтверждают эту славу. Не успели фанаты космонавтики наладить онлайн-трансляцию из этой локации, как запечатлели сразу два взрыва подряд с промежутком всего в десятки часов.

12 мая
Мария Азарова

Авторы нового исследования проверяли, насколько выполнение второстепенного задания влияет на аргументы, которые выдвигали люди, говорящие правду или неправду.

13 мая
Алиса Гаджиева

Один из самых археологически изученных ландшафтов в мире до сих преподносит сюрпризы.

21 апреля
Александр Березин

Местные чиновники пытаются переложить ответственность за случившееся на резкое уменьшение турпотока из-за коронавируса, но цифры показывают, что ключевая проблема совсем в другом. В 2019 году на выборах в этой стране победил президент — сторонник модных зеленых идей. Вскоре там запретили продажу минеральных удобрений и двинулись к «устойчивому сельскому хозяйству». Как именно популярные «органические» идеи повлияли на еще не так давно быстро растущую местную экономику? И почему уроки шри-ланкийской трагедии могут пригодиться даже Западу и России?

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: