Археология сверхновых: поиск улик в руинах древней мертвой звезды с Чандрой
Это представление художника показывает последствия коллапса и взрыва сверхновой массивной звезды. Черная дыра (справа) образовалась в результате коллапса, а обломки от взрыва сверхновой падают на звезду-компаньон (слева), загрязняя ее атмосферу. Автор: NASA/CXC/SAO/M. Weiss
Люди часто думают об археологии, происходящей глубоко в джунглях или внутри древних пирамид. Однако группа астрономов показала, что они могут использовать звезды и останки, которые они оставляют, чтобы проводить особый вид археологии в космосе.
Используя данные рентгеновской обсерватории Чандра НАСА, группа астрономов изучала реликвии, которые оставила после себя одна звезда после взрыва. Эта «археология сверхновой» раскрыла важные подсказки о звезде, которая самоуничтожилась — вероятно, более миллиона лет назад.
GRO J1655-40 — двойная звезда в созвездии Скорпиона, один компонент которой является кандидатом на чёрную дыру. Газ с видимой звезды падает на невидимый компонент, который по массе более чем в 6 раз превосходит наше Солнце.
Расстояние от нас до этой системы около 11000 световых лет. GRO J1655-40 и её компаньон движутся по Млечному Пути со скоростью 112 км/с (для сравнения: наша Солнечная система движется со скоростью около 220 км/с). Википедия
Первоначально GRO J1655-40 имела две яркие звезды. Однако более массивная из двух звезд сожгла все свое ядерное топливо, а затем взорвалась, превратившись в то, что астрономы называют сверхновой. Осколки разрушенной звезды затем пролились на звезду-компаньон, вращающуюся вокруг нее по орбите, как показано в замысле художника.
С выброшенными внешними слоями, включая некоторые, ударившие по соседу, остальная часть взорвавшейся звезды схлопнулась сама на себя и образовала черную дыру, которая существует сегодня. Разделение между черной дырой и ее компаньоном со временем сократилось из-за потери энергии из системы, в основном за счет производства гравитационных волн.
Когда расстояние стало достаточно малым, черная дыра, обладая сильным гравитационным притяжением, начала вытягивать материю из своего спутника, вырывая обратно часть материала, который изначально отложила ее взорвавшаяся родительская звезда.
В то время как большая часть этого материала погрузилась в черную дыру, небольшое его количество попало в диск, который вращается вокруг черной дыры. Благодаря воздействию мощных магнитных полей и трения в диске, материал выбрасывается в межзвездное пространство в виде мощных ветров.
Вот тут-то и вступает в дело рентгеновская археологическая охота. Астрономы использовали Chandra для наблюдения за системой GRO J1655-40 в 2005 году, когда она была особенно яркой в рентгеновских лучах. Chandra обнаружила сигнатуры отдельных элементов, обнаруженных в ветрах черной дыры, получив подробные спектры — дающие рентгеновскую яркость на разных длинах волн — встроенные в рентгеновский свет. Некоторые из этих элементов выделены в спектре, показанном на вставке.
Группа астрономов, изучавшая данные «Чандры», смогла реконструировать основные физические характеристики взорвавшейся звезды на основе данных, запечатленных в рентгеновском свете, сравнив спектры с компьютерными моделями звезд, взрывающихся как сверхновые.
Они обнаружили, что на основании количества 18 различных элементов в ветре, давно исчезнувшая звезда, разрушенная в результате взрыва сверхновой, была примерно в 25 раз тяжелее Солнца и была намного богаче элементами тяжелее гелия по сравнению с Солнцем.
Археоло́гия (др.-греч. ἀρχαῖος «древний» + λόγος «слово, учение») — историческая дисциплина, изучающая прошлое человечества по вещественным источникам. Археологию можно считать как социальной наукой, так и отраслью гуманитарных наук. В Европе её часто рассматривают как самостоятельную дисциплину или как область других дисциплин, в то время как в Северной Америке археология является областью антропологии. Википедия
Читайте также:Новое исследование показывает, что кур широко разводили на юге Центральной Азии с 400 г. до н.э
Этот анализ открывает путь для дальнейших археологических исследований сверхновых с использованием других вспышек двойных звездных систем.
Больше информации: Noa Keshet et al, Supernova Archaeology with X-Ray Binary Winds: The Case of GRO J1655−40, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad3803
Источник: Chandra X-ray Center
0 комментариев