Вибух жбурнув зірку крізь Чумацький Шлях

У "частковій надновій", при вибуху зірка-білий карлик вибила себе з орбіти іншої зірки, і тепер вона мчиться нашою галактикою.

Це відкриває можливість припустити про існування набагато більшої кількості зірок, що вижили у наднових і подорожують Чумацьким Шляхом нерозкритими, а також інших типів наднових, що зустрічаються в інших галактиках, яких астрономи ще не бачили, розповідається в прес-релізі Університету Уоріка.

15 липня в Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства було опубліковано дослідження, фінансоване Фондом Леверхульме і Науково-технічною радою (STFC), з аналізом раніше виявленого білого карлика, що має незвичний атмосферний склад. Показано, що ця зірка, швидше за все, була бінарною і пережила вибух наднової, який послав її саму та її компаньйона полетіти крізь Чумацький Шлях у різних напрямках.

Білі карлики – це залишки ядер червоних гігантів після того, як ці величезні зірки померли і скинули свої зовнішні шари, охолоджуючись протягом мільярдів років. Більшість білих карликів мають атмосферу, яка майже повністю складається з водню чи гелію, інколи з присутністю вуглецю чи кисню, що вийшли з ядра зірки.

Ця зірка, позначена SDSS J1240+6710 та виявлена у 2015 році, як вбачається, не містить ані водню, ані гелію, а замість цього складається із незвичної суміші кисню, неону, магнію та кремнію. За допомогою космічного телескопа Хаббла, вчені також ідентифікували вуглець, натрій та алюміній в атмосфері зірки, які утворюються в перших термоядерних реакціях наднової.

Однак, є явна відсутність елементів так званої «залізної групи» – заліза, нікелю, хрому та марганцю. Ці важкі елементи, як правило, готуються з легших і є визначальними особливостями термоядерних наднових. Відсутність елементів залізної групи у SDSSJ1240+6710 дає можливість припустити, що зірка пройшла лише часткову наднову до того, як ядерне горіння затухло.

Вчені змогли виміряти швидкість білого карлика і виявили, що він подорожує 900 тисяч кілометрів на годину. Він також має надто низьку масу для білого карлика –  лише 40% маси нашого Сонця – що відповідало б втраті маси від часткової наднової.

Провідний автор дослідження, професор Борис Гаенсіке з кафедри фізики Університету Уоріка сказав: "Ця зірка унікальна тим, що має всі ключові риси білого карлика, але вона має цю дуже високу швидкість і незвичайний достаток [елементів], що не має сенсу в поєднанні з його низькою масою".

"Вона має хімічний склад, який є відбитком ядерного горіння, низьку масу та дуже високу швидкість: всі ці факти означають, що вона мала б прибути з якоїсь близької бінарної системи, і повинна зазнати термоядерного займання. Це був би тип наднової, але такої, якої ми раніше не бачили".

Вчені припускають, що наднова порушила орбіту білого карлика з його зіркою-партнером, коли вона дуже різко викинула велику частку його маси. Обидві зірки мали б бути віднесені у протилежні сторони зі своїми орбітальними швидкостями у своєрідному маневрі рогатки. Це пояснило б велику швидкість зірки.

Професор Гаенсіке додав: "Якщо це був щільний бінар і він зазнав термоядерного займання, викидаючи досить велику частину своєї маси, то у вас є умови, щоб створити білого карлика низької маси і змусити його відлетіти зі своєю орбітальною швидкістю".

Найкраще вивчені термоядерні наднові – це «Тип Ia», які призвели до відкриття темної енергії, і тепер вони рутинно використовуються для складання структури Всесвіту. Але з'являється все більше доказів того, що термоядерні наднові можуть траплятися в дуже різних умовах.

SDSSJ1240+6710, можливо є зіркою, що вижила у надновій такого типу, який ще не був «спійманий на місці злочину». Без радіоактивного нікелю, який живить тривале післясвічення наднових типу Ia, вибух, що послав SDSS1240+6710 нашою галактикою, був би короткочасним спалахом світла, який було б важко виявити.

Професор Гаенсіке каже: "Дослідження термоядерних наднових – це величезне поле, і є велика кількість спостережливих зусиль для пошуку наднових в інших галактиках. Складність полягає в тому, що ви бачите зірку, коли вона вибухає, але дуже важко дізнатися властивості зірки до того, як вона вибухнула".

"Зараз ми виявляємо, що існують різні типи білих карликів, які виживають у наднових за різних умов, і, використовуючи склад, масу та швидкість, які вони мають, ми можемо з’ясувати, якому типу наднової вони були піддані. Там явно цілий зоопарк. Вивчення зірок, що вціліли у наднових у нашому Чумацькому Шляху, допоможе нам зрозуміти міріади наднових, які ми бачимо в інших галактиках".

Професор С.О. Кеплер з Федерального університету в Ріо-Гранде-ду-Сул, Бразилія, який виявив цю зірку, сказав: "Той факт, що білий карлик із настільки низькою масою пройшов через спалювання вуглецю, є свідченням ефектів взаємодії еволюції бінарів та її впливу на хімічну еволюцію Всесвіту".

Д-р Роберто Радді з Політехнічного університету в Каталонії, Іспанія, який проводив кінематичний аналіз, сказав: "Знову синергія між дуже точними астрометрією та спектроскопією Gaia [космічний телескоп Європейського космічного агентства] допомогла обмежити вражаючі властивості унікального білого карлика, який, ймовірно, сформувався в термоядерній надновій, і був викинутий з великою швидкістю внаслідок вибуху".

Читайте ще цікаві факти про космос.