Астрономы наблюдают мощную супервспышку гигантской звезды

Эволюция спектров NICER во время вспышки; показаны четыре спектра с одной орбиты каждый. Спектры сгруппированы по минимуму 25 отсчетов на бин. Цвета соответствуют времени наблюдения. Автор: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2410.03616

Международная группа астрономов, используя телескоп Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) и различные наземные телескопы, провела наблюдения за мощной рентгеновской супервспышкой, произошедшей в 2022 году на гигантской звезде, известной как HD 251108. Результаты наблюдательной кампании, опубликованные 4 октября на сервере препринтов arXiv, дают более подробную информацию о вспышечной активности этой звезды.

Супервспышки — это массивные выбросы энергии с поверхности звезды. Обнаружение новых вспышек этого типа и их детальное изучение имеет важное значение для лучшего понимания происхождения этих событий и взаимодействия между магнитными полями и поверхностями звезд.

Расположенная примерно в 1646 световых годах от нас, HD 251108 — это эволюционировавшая и магнитно-активная гигантская звезда K-типа, примерно в семь раз больше Солнца. Звезда относительно холодная, с эффективной температурой 4460 К, а ее масса сопоставима с массой Солнца.

В конце 2022 года HD 251108 испытала мощную рентгеновскую супервспышку, и группа астрономов под руководством Ганса Морица Гюнтера из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли Массачусетского технологического института в Кембридже, штат Массачусетс, начала следить за этим событием, чтобы лучше понять вспышечную активность одиночных гигантских звезд.

«Мы следили за фазой затухания супервспышки в течение 28 дней с помощью NICER и с Земли. Мы отслеживаем затухание вспышки с беспрецедентной детализацией по нескольким компонентам корональной температуры», — пишут исследователи в статье.

Наблюдения показали, что супервспышка 2022 года на HD 251108 имела пиковый поток около 10 дециллионов эрг/с в диапазоне 0,5–4,0 кэВ и экспоненциальное время затухания 2,2 дня на ранней фазе затухания. Это делает ее одной из самых мощных вспышек, когда-либо наблюдавшихся.

На основании собранных данных длина вспышечной петли оценивалась в два-четыре раза больше радиуса HD 251108. Более того, примерно через 10 дней после пика вспышки было обнаружено, что вспышка претерпела короткую фазу ограниченного повторного нагрева, а кривая блеска начала отклоняться от первоначального спада.

Исследование показало, что химическое изобилие HD 251108 стабильно на протяжении всей вспышки и соответствует типичным активным звездам с эффектом обратного первого ионизационного потенциала (IFIP). Астрономы отметили, что во время начального распада кривая рентгеновского блеска совпадает с распадом потока водорода-альфа, в то время как плазма показывает некоторый повторный нагрев.

Согласно статье, HD 251108 демонстрирует вращательную модуляцию с периодом 21,3 дня. Такое поведение можно объяснить большими звездными пятнами, стабильными в течение нескольких лет, но вращающимися в поле зрения и за его пределами.

Наблюдения также показали, что звезда демонстрирует фотометрическую изменчивость порядка примерно 0,5 зв. величины, на временных масштабах одного или нескольких десятилетий порядка 0,5 зв. величины. Это согласуется с этими большими и очень стабильными звездными пятнами.

Больше информации: Hans Moritz Günther et al, A long-duration superflare on the K giant HD 251108, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2410.03616