Єдина гелієва нова Чумацького Шляху має загадкові «кулі»

Таємничі високошвидкісні «кулі» — згустки газу, ймовірно збагаченого киснем, що рухаються зі швидкістю до 32 мільйонів км на годину, — були виявлені під час вибуху найрідкіснішого зоряного об’єкта в нашій галактиці.

Про відкриття розповідають в Королівському астрономічному товаристві, передають OstanniPodii.com.

Ці «кулі» були помічені завдяки тому, що пил уламків, що оточував V445 Puppis — єдину відому гелієву нову в Чумацькому Шляху — нарешті розсіявся через понад 20 років після вибуху, розкривши, що його причиною стала незвичайна зоряна система.

Однак походження цих «куль» залишається загадкою, яка спантеличила астрономів – нічого подібного ніколи не спостерігалося в інших нових по всьому Всесвіті.

Використовуючи дані спостережень з багатьох телескопів, зібрані протягом двох десятиліть, Джон Міллс, дослідник та аспірант Ворицького університету (Англія), довів, що V445 Puppis — яка на рубежі століть зникла за хмарою власних уламків — складається з білого карлика, що живиться рідкісною гелієвою зорею.

Це відкриття вперше підтверджує природу подвійної системи, яка відповідає за єдину на сьогодні підтверджену гелієву нову в нашій галактиці, надаючи безпрецедентну можливість вивчити один з найрідкісніших типів зоряних вибухів.

Дослідники збираються представити результати цього тижня на Національній астрономічній конференції Королівського астрономічного товариства в Бірмінгемі.

Гелієва нова

Нова — це раптовий вибуховий викид енергії в подвійній зоряній системі. Такі спалахи відбуваються, коли білий карлик — щільний залишок після смерті зорі, подібної до Сонця, — витягує газ із сусідньої зорі-компаньйона. У міру накопичення цього матеріалу на поверхні білого карлика підвищення температури та тиску спричиняє неконтрольований термоядерний вибух.

«Потік від вибуху на сьогодні достатньо ослаб, щоб ми могли дослідити його походження, і тому ми можемо підтвердити, що ця зоряна система дійсно складається з білого карлика, який забирає речовину з надзвичайно рідкісного типу зорі, що називається гелієвою зорею», — сказав Міллс.

Майже всі відомі нові живляться матеріалом, багатим на водень. Натомість в гелієвих нових білий карлик накопичує газ, бідний на водень, але багатий на гелій, що робить ці вибухи надзвичайно рідкісними та мало вивченими.

«V445 Puppis вже давно виділяється серед нових своєю повною відсутністю водню. Як таке явище може бути повністю позбавлене найпоширенішого елемента у Всесвіті?» — зазначив Міллс.

V445 Puppis — єдина відома гелієва нова в Чумацькому Шляху, що на цей момент дає астрономам унікальну можливість детально дослідити цей незвичайний клас вибухів.

Коли ця нова вибухнула наприкінці 2000 року, вона випустила величезний біполярний потік, який спочатку спостерігався в інфрачервоному діапазоні й простягався у космосі на відстань понад трильйон кілометрів. Вибух створив щільний пиловий диск, який повністю закрив зоряну систему. Протягом понад двох десятиліть астрономи могли досліджувати уламки, що розширювалися, але не могли безпосередньо визначити, якого типу зорі їх утворили.

Нарешті завіса пилу розрідшилася настільки, що прихована система стала видимою.

Поєднавши інфрачервоні спостереження від «Дуже великого телескопа» (VLT) Європейської південної обсерваторії, оптичні знімки від космічного телескопа «Габбл», довготривалі спектроскопічні дані від «Південноафриканського великого телескопа» (SALT) та фотометричні дані місії «Супутник спостереження за транзитами екзопланет» (TESS) НАСА, Міллс зміг розкрити подвійну систему з безпрецедентною деталізацією.

Спостереження вказують на те, що дві зорі обертаються одна навколо одної кожні 3,7 дня, що приблизно вдвічі довше, ніж вважалося раніше.

Білий карлик відбирає та накопичує на собі речовину з гелієвої зорі — зорі, яка втратила свою зовнішню водневу оболонку, ймовірно, внаслідок попередніх взаємодій зі своїм компаньйоном. Гелієві зорі надзвичайно рідкісні: за оцінками, серед сотень мільярдів зірок у Чумацькому Шляху налічується лише кілька тисяч таких оголених гелієвих зірок.

Також у хмарі уламків, що витікають з нови, були виявлені високошвидкісні «кулі» газу, ймовірно збагаченого киснем.

«Походження цих «куль» залишається загадкою. Ми припускаємо, що вони утворилися після спалаху, але «кулі» такого типу не спостерігалися в жодній іншій новій», — зазначив Міллс.

Він також виявив, що система знову активно переносить речовину, що свідчить про відновлення процесу, який призвів до первісного вибуху.

Можливий попередник «стандартної свічки»

Розуміння гелієвих нових може мати далекосяжні наслідки.

Астрономи припускають, що повторювані спалахи, багаті на гелій, можуть бути одним зі шляхів до утворення наднових типу Ia — одних із найяскравіших вибухів у Всесвіті.

«Оскільки ці наднові світять з надзвичайно стабільною яскравістю, вони є особливими як «стандартні свічки», що використовуються для вимірювання відстаней до галактик», — пояснив Міллс.

Наднові типу Ia використовувалися в дослідженнях, що були відзначені Нобелівською премією, для доведення того, що Всесвіт розширюється з прискоренням.

«Причини цього галактичного вибуху залишалися загадкою протягом останніх 25 років, тому дуже цікаво підтвердити, що ця гелієва нова виникла в результаті акреції гелієвої зорі на білого карлика. Я з нетерпінням чекаю, щоб побачити, як цей результат допоможе нам з’ясувати, що саме є джерелом енергії для інших подібних астрономічних вибухів з низьким вмістом водню, таких як відомі наднові типу Ia», — сказав Міллс.

Хоча наразі немає впевненості в тому, чи можуть гелієві нові зрештою породжувати наднові типу Ia, V445 Puppis наразі є найчіткішою «лабораторією» для перевірки цієї можливості.