Астрономы впервые нашли двойную звёздную систему – источник гамма-излучения, расположенную вне нашей галактики. Объект, названный LMC P3, содержит массивную звезду и ядро сверхновой звезды, которые взаимодействуют друг с другом, посылая циклические потоки гамма-излучения.

Учёные использовали данные космического телескопа Ферми, НАСА и других обсерваторий. В результате, международная команда астрономов открыла первую двойную звёздную систему - источник гамма-излучения, расположенный в другой галактике. На данный момент - это самый яркий источник гамма-излучения из всех найденных ранее.

«Ферми обнаружил лишь пять таких источников в нашей галактике. Поэтому нахождение подобного объекта, расположенного так далеко, действительно потрясает» - говорит ведущий исследователь Robin Corbet, Центр космических полетов Годдарта, НАСА. «Двойные звёзды - источники гамма-излучения, предоставляют уникальные данные, которые позволяют изучать другие объекты, излучающие в этом диапазоне».

Такие системы содержат нейтронную звезду или чёрную дыру и излучают энергию преимущественно в форме гамма-лучей. Примечательно, что LMC P3 самый яркий источник гамма-излучения, рентгеновских и радиоволн среди подобных объектов. Также – это второй источник излучения, открытый Ферми.

Открытие опубликовано 1 октября в The Astrophysical Journal.

LMC P3 расположена внутри расширяющихся останков сверхновой звезды, расположенной в Большом Магеллановом Облаке (БМО). В 2012 году, рентгеновской обсерваторией Чандра, был обнаружен источник рентгеновского излучения внутри туманности, образовавшейся в результате взрыва сверхновой звезды. Дальнейшие исследования показали, что он обращается вокруг горячей молодой звезды, которая гораздо массивнее Солнца. Учёные заключили, что объект представляет собой нейтронную звезду или чёрную дыру и классифицировали его как двойную большой массы – источник рентгеновского излучения (HMXB).

В 2015 году, команда Corbet'а изучала данные телескопа Ферми в поисках периодических изменений в гамма-излучении двойных звёздных систем. Исследователи открыли циклические изменения в светимости источника продолжительностью 10.3 дня, расположенного рядом с несколькими другими, ранее известными источниками гамма-излучения, находящимися в БМО. Один из них, называемый Р3, не был идентифицирован в других диапазонах длины волн, но располагался рядом с HMXB. Был ли это один и тот же объект?

Чтобы определить так ли это, учёные исследовали двойную звезду в рентгеновском диапазоне, используя Свифт, в радио диапазоне с помощью Австралийского массива телескопов и в видимом диапазоне длины волн. Наблюдения Свифта открыли аналогичный 10.3-дневный цикл изменения излучения, что и Ферми. Также было установлено, что пики излучения в рентгеновском диапазоне находятся в противофазе с пиками излучения гамма-волн. Когда один был в максимуме, другой находился в минимуме.

«Наблюдения за двойной звездой в видимом диапазоне света, позволили приблизительно предсказать массы компаньонов. Однако, поскольку мы не знаем, как расположена орбита вращения звёзд относительно нашей линии взгляда, мы имеем лишь общее представление о составе системы» - рассказывает член команды Jay Strader, астрофизик университета Мичигана. Одна из звёзд имеет массу от 25 до 40 масс Солнца, а её компаньон в зависимости от расположения орбиты, либо нейтронная звезда массой две солнечных, либо чёрная дыра куда большей массы. Оба объекта образуются во время смерти массивной звезды и представляют собой разные финалы эволюции звёзд.

Поверхность большой звезды нагрета до 33 000С, что в шесть раз больше температуры поверхности Солнца. Звезда столь яркая, что давление света срывает материю с поверхности звезды и создаёт потоки частиц со скоростью истечения в миллионы километров в час.

В двойных системах с гамма-излучением, меньший компаньон создает собственные потоки частиц, преимущественно электронов разогнанных до околосветовых скоростей. Взаимодействие этих потоков частиц создает рентгеновское излучение и радиоволны, пик такого излучения приходится на момент когда младший компаньон находится на части орбиты ближайшей к Земле.

Благодаря различным механизмам электронный ветер также формирует гамма-лучи. Когда излучение звезды сталкивается с высокоэнергетическими электронами, оно усиливается до диапазона гамма-волн. Это называется обратным эффектом Комптона и этот процесс производит больше гамма-лучей когда младший компаньон находится на дальней от нас стороне своей орбиты, если смотреть с Земли.

До запуска космического телескопа Ферми, учёные предполагали, что двойные с гамма-излучением не будут такими редкими объектами, как на самом деле оказалось. Зарегистрированы сотни объектов НМХВ и казалось, что все они, будучи образованы после взрыва сверхновых, должны иметь искомую сигнатуру гамма-излучения. Однако работа Ферми показала обратную ситуацию. Учёные считают, что взрыв сверхновой звезды должен образовать нейтронную звезду с исключительной скоростью вращения, чтобы стать столь мощным источником гамма-излучения.

Рейтинг публикации:

0

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: