Обсерватория «Чандра» обнаружила источник загадочных вспышек у звезды

С помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» астрономы выяснили, что именно вызывает повторяющиеся вспышки на гигантской нестабильной звезде.

Об этом сообщает NASA, передают OstanniPodii.com.

У массивной звезды обнаружен ранее скрытый компаньон, который каждые 113 дней отрывает часть вещества от звезды во время их вращения друг вокруг друга. Компаньон представляет собой либо черную дыру звездной массы, либо плотное коллапсированное ядро массивной звезды, называемое нейтронной звездой.

Это первое рентгеновское обнаружение звезды такого класса, подверженной вспышкам. Это также первый случай, когда среди объектов этого типа была обнаружена черная дыра/нейтронная звезда.

Результаты были опубликованы в понедельник в последнем номере «The Astrophysical Journal».

Нестабильная звезда, известная как AT 2016blu, находится в спиральной галактике NGC 4559, расположенной на расстоянии около 30 миллионов световых лет от Земли. Астрономы оценивают массу этой звезды как минимум в 33 раза большей, чем масса Солнца.

«В течение 15 лет астрономы наблюдали, как эта звезда регулярно становилась очень яркой, а затем снова тускнела», — сказала Моджган Агаханлу из Университета Вирджинии в Шарлоттсвилле, возглавлявшая это исследование. «Пока нам не удалось получить данные от «Чандры» в нужный момент, мы не могли выяснить, что именно вызывало это явление».

Звезда AT 2016blu относится к классу ярких голубых переменных — горячих массивных звёзд, для которых характерны изменения яркости. Например, очень известной астрономам яркой голубой переменной является Эта Киля, состоящая как минимум из двух гравитационно связанных звезд, совокупная светимость которых более чем в 5 миллионов раз превышает светимость Солнца. AT 2016blu — это особый тип яркой голубой переменной, которая испытывает быстрые и повторяющиеся всплески яркости. Скачки яркости настолько экстремальны, что напоминают взрывы сверхновых, во время которых массивная звезда коллапсирует, а её вещество затем вырывается наружу в космос. Однако, в отличие от взрыва сверхновой, звезда не разрушается, поэтому AT 2016blu также называют «псевдосверхновой».

В период с 2012 по 2026 год астрономы зафиксировали от AT 2016blu не менее 27 вспышек оптического света — то есть света в диапазоне длин волн, видимых для нашего глаза, — примерно каждые 113 дней.

«Сначала поведение этой звезды вызывало удивление, поскольку она постоянно вела себя как сверхновая, но, очевидно, это не так, поскольку она продолжает существовать после этих вспышек примерно три раза в год», — сказала соавтор Нурия Торрес-Альба, также из Университета Вирджинии. «Чтобы понять причину этих вспышек, мы поняли, что нам нужны рентгеновские данные, собранные в такое время, чтобы мы могли наблюдать за звездой во время вспышки».

Команда использовала телескоп «Чандра», поскольку это единственный рентгеновский телескоп с достаточным разрешением, чтобы отличить AT 2016blu от другого соседнего яркого источника рентгеновского излучения.

«Мы предполагали, что яркие повторяющиеся вспышки в оптическом диапазоне, возможно, на самом деле вызваны периодическими выбросами высокоэнергетического рентгеновского излучения», — отметил соавтор исследования Натан Смит из Университета Аризоны в Тусоне. «Густой газ, окружающий систему, нагревается рентгеновским излучением и затем светится в оптическом диапазоне. Поэтому нам нужно было тщательно спланировать рентгеновские наблюдения с помощью телескопа «Чандра», чтобы они совпадали по времени с оптической вспышкой».

Данные «Чандры» за март 2026 года показали, что AT 2016blu был как минимум в 100 раз ярче в рентгеновском диапазоне, чем в данных «Чандры» за 2001–2002 годы, то есть до начала вспышек. Лучшим объяснением этого является то, что во время ближайшего сближения на овальной орбите вокруг друг друга вещество звезды падает на нейтронную звезду или чёрную дыру. Когда они приближаются друг к другу, вещество, выброшенное звездой, захватывается чёрной дырой или нейтронной звездой. Эта материя вращается с очень высокими скоростями, близкими к скорости света, нагреваясь настолько, что ярко светится в рентгеновском диапазоне.

AT 2016blu достаточно ярок в рентгеновском диапазоне, чтобы его классифицировать как кандидата в ультраяркие рентгеновские источники. Это редкие, яркие рентгеновские источники, обнаруженные с помощью телескопов типа «Чандра», которые астрономы до конца еще не изучили. В настоящее время ученые считают, что некоторые из них содержат нейтронные звезды, а другие — черные дыры.

Эти новые наблюдения свидетельствуют о возможной связи между ультраяркими источниками рентгеновского излучения и типом бурных звездных вспышек, наблюдаемых в AT 2016blu, особенно с учетом того, что яркость многих ультраярких источников рентгеновского излучения подвержена значительным колебаниям.

Открытие этой системы также может способствовать изучению звёзд, яркость которых изменяется перед тем, как они подвергаются взрывам сверхновых. Астрономы предполагают, что значительная часть такого поведения может быть обусловлена системами, содержащими массивную звезду, вращающуюся вокруг компактного объекта или другой массивной звезды.

Для сбора оптических данных команда использовала автоматический телескоп Кацмана (Katzman Automatic Imaging Telescope), данные Глобального проекта сверхновых обсерватории Лас-Кумбрес (Las Cumbres Observatory Global Supernova Project) и наблюдения Американской ассоциации наблюдателей переменных звёзд (American Association of Variable Star Observers), в частности данные от более чем 30 астрономов-любителей, чтобы отслеживать яркость звезды.

Когда эти наблюдения показали, что в начале 2026 года звезда находилась в состоянии вспышки, были запущены наблюдения с помощью телескопа «Чандра», которые были проведены в марте 2026 года в рамках программы «Target of Opportunity», предназначенной для фиксации особых событий.

Программой «Чандра» руководит Космический центр НАСА имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама. Центр рентгеновских исследований «Чандра» при Смитсоновской астрофизической обсерватории руководит научными операциями из Кембриджа, штат Массачусетс, а полевыми операциями — из Берлингтона, штат Массачусетс.