Обсерваторія «Чандра» виявила джерело загадкових спалахів у зорі

За допомогою рентгенівської обсерваторії «Чандра» астрономи з’ясували, що саме спричиняє повторювані спалахи на гігантській нестабільній зорі.

Про це повідомляє NASA, передають OstanniPodii.com.

У масивної зорі виявлено раніше прихованого компаньйона, який кожні 113 днів відриває частину речовини від зорі під час їхнього обертання один навколо одного. Компаньйон є або чорною дірою зоряної маси, або щільним сколапсованим ядром масивної зорі, яке називається нейтронною зорею.

Це перше рентгенівське виявлення зорі такого класу, що зазнає спалахів. Це також перший випадок, коли серед об’єктів цього типу було виявлено чорну діру/нейтронну зорю.

Результати були опубліковані в понеділок в останньому номері «The Astrophysical Journal».

Нестабільна зоря, відома як AT 2016blu, знаходиться у спіральній галактиці NGC 4559, розташованій на відстані близько 30 мільйонів світлових років від Землі. Астрономи оцінюють масу цієї зорі щонайменше у 33 рази більшою за масу Сонця.

«Протягом 15 років астрономи спостерігали, як ця зоря регулярно ставала дуже яскравою, а потім знову тьмяніла», — сказала Моджган Агаханлу з Університету Вірджинії в Шарлоттсвіллі, яка очолювала це дослідження. «Доки нам не вдалося отримати дані від “Чандри” у потрібний момент, ми не могли з’ясувати, що саме спричиняло це явище».

Зоря AT 2016blu належить до класу яскравих блакитних змінних — гарячих масивних зірок, для яких характерні зміни яскравості. Наприклад, дуже відомою для астрономів яскравою блакитною змінною є Ета Кіля, яка складається принаймні з двох гравітаційно пов′язаних зір, із сукупною світністю, яка більш як у 5 мільйонів разів перевершує світність Сонця. AT 2016blu — це особливий тип яскравої блакитної змінної, яка зазнає швидких і повторюваних сплесків яскравості. Стрибки яскравості настільки екстремальні, що нагадують вибухи наднових, під час яких масивна зоря колапсує, а її речовина потім виривається назовні у космос. Однак, на відміну від вибуху наднової, зоря не руйнується, тому AT 2016blu також називають «псевдонадновою».

У період з 2012 по 2026 рік астрономи зафіксували від AT 2016blu щонайменше 27 спалахів оптичного світла — тобто світла у діапазоні довжин хвиль, видимих для нашого ока, — приблизно кожні 113 днів.

«Спочатку поведінка цієї зорі викликала подив, оскільки вона постійно поводилася як наднова, але, очевидно, це не так, оскільки вона продовжує виживати після цих спалахів приблизно тричі на рік», — сказала співавторка Нурія Торрес-Альба, також з Університету Вірджинії. «Щоб зрозуміти причину цих спалахів, ми усвідомили, що нам потрібні рентгенівські дані, зібрані в такий час, щоб ми могли спостерігати за зорею під час спалаху».

Команда використовувала телескоп «Чандра», оскільки це єдиний рентгенівський телескоп з достатньою роздільною здатністю, щоб відрізнити AT 2016blu від іншого сусіднього яскравого джерела рентгенівського випромінювання.

«Ми припускали, що яскраві повторювані спалахи в оптичному діапазоні, можливо, насправді викликані періодичними викидами високоенергетичного рентгенівського випромінювання», — зазначив співавтор дослідження Натан Сміт з Університету Аризони в Тусоні. «Густий газ, що оточує систему, нагрівається рентгенівським випромінюванням і потім світиться в оптичному діапазоні. Тому нам потрібно було ретельно спланувати рентгенівські спостереження за допомогою телескопа «Чандра», щоб вони збігалися в часі з оптичним спалахом».

Дані «Чандри» за березень 2026 року показали, що AT 2016blu був щонайменше у 100 разів яскравішим у рентгенівському діапазоні, ніж у даних «Чандри» за 2001–2002 роки, тобто до початку спалахів. Найкращим поясненням цього є те, що під час найближчого зближення на овальній орбіті навколо одна одної речовина зорі падає на нейтронну зорю або чорну діру. Коли вони наближаються одна до одної, речовина, викинута зорею, захоплюється чорною дірою або нейтронною зорею. Ця речовина обертається з дуже високими швидкостями, близькими до швидкості світла, нагріваючись настільки, що яскраво світиться в рентгенівському діапазоні.

AT 2016blu є достатньо яскравим у рентгенівському діапазоні, щоб його класифікувати як кандидата на ультраяскраве рентгенівське джерело. Це рідкісні, яскраві рентгенівські джерела, виявлені за допомогою телескопів на кшталт «Чандра», які астрономи ще до кінця не зрозуміли. Наразі вчені вважають, що деякі з них містять нейтронні зорі, а інші — чорні діри.

Ці нові спостереження свідчать про можливий зв’язок між ультраяскравими джерелами рентгенівського випромінювання та типом бурхливих зоряних спалахів, що спостерігаються в AT 2016blu, особливо з огляду на те, що яскравість багатьох ультраяскравих джерел рентгенівського випромінювання зазнає значних коливань.

Відкриття цієї системи також може сприяти дослідженню зірок, яскравість яких змінюється перед тим, як вони зазнають вибухів наднових. Астрономи припускають, що значна частина такої поведінки може бути зумовлена системами, що містять масивну зорю, яка обертається навколо компактного об’єкта або іншої масивної зорі.

Для збору оптичних даних команда використовувала Автоматичний телескоп Кацмана (Katzman Automatic Imaging Telescope), дані Глобального проєкту наднових обсерваторії Лас-Кумбрес (Las Cumbres Observatory Global Supernova Project) та спостереження Американської асоціації спостерігачів змінних зір (American Association of Variable Star Observers), зокрема дані від понад 30 астрономів-аматорів, щоб відстежувати яскравість зорі.

Коли ці спостереження показали, що на початку 2026 року зоря перебувала у стані спалаху, були запущені спостереження за допомогою телескопа «Чандра», які проведено в березні 2026 року в рамках програми «Target of Opportunity», призначеної для фіксації особливих подій.

Програмою «Чандра» керує Космічний центр НАСА імені Маршалла в Хантсвіллі, штат Алабама. Центр рентгенівських досліджень «Чандра» при Смітсонівській астрофізичній обсерваторії керує науковими операціями з Кембриджа, штат Массачусетс, а польовими операціями — з Берлінгтона, штат Массачусетс.

• обсерваторія Чандра