• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.05.2022
Иван Лавренов
2 544

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 / Автор: Visellia Orfius

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
Позавчера, 11:55
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

Вчера, 15:20
Андрей

Экологи из Китая подсчитали, как изменились площади оазисов в мире с 1995 по 2020 год. Исследователи также выяснили, в каком регионе оазисных территорий больше всего, в каком темпе происходят изменения и чем на этих землях занимается человек.

Вчера, 20:12
Юлия Трепалина

Два типа телосложения у людей коррелируют с повышенной вероятностью развития колоректального рака. Это показало новое крупное исследование ученых-медиков из Европы и США.

21 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

19 апреля
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 11:55
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

29 марта
Ольга Иванова

Ученые из США и Швейцарии определили четыре ключевых механизма, задействованных в трансформации личности человека. Но ни один из них не сработает без самого главного — сильного желания измениться.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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: