Наблюдения, проведенные группой под руководством профессора астрономии Университета Висконсин-Мэдисон Себастьяна Хайнца, раскрывают астрофизическую новизну Млечного Пути: светящуюся туманность, образовавшуюся при взрыве звезды, и внутри нее коллапсировавшее ядро взорвавшейся звезды. нейтронная звезда, все еще цепляющаяся за свою бывшую звезду-компаньон. Это единственный известный пример такой системы в нашей галактике.
Новые наблюдения сообщаются дек. 3 в Astrophysical Journal и важны, потому что они представляют собой уникальную лабораторию для проверки ключевых теорий звездной эволюции, особенно относительно стадии жизни звезды сразу после того, как большая ее часть была уничтожена в результате взрыва сверхновой.
Расположенная в плоскости Млечного Пути на расстоянии от 24 000 до 30 000 световых лет от Земли в созвездии Circinus, нейтронная звезда, которую изучал Хайнц и его коллеги, получила название Circinus X-1. Это то, что астрономы называют рентгеновской двойной связью, системой, в которой развивающаяся звезда и черная дыра или нейтронная звезда вращаются близко друг к другу и производят рентгеновские лучи в виде материала от развивающейся звездной спирали к своему более плотному спутнику и нагреваются до очень высоких температур. высокие температуры.
Большинство рентгеновских двойных систем довольно старые и больше не имеют остатков сверхновых. По словам Хайнца, найти оболочку из ионизированного газа, которая отмечает взрыв сверхновой, создавшего двойную рентгеновскую систему, – большая редкость. "По сути, это историческая запись этого взрыва. Они длятся недолго, поэтому являются довольно точными часами для поиска недавних вещей », – говорит Хайнц.
«Этому конкретному остатку всего около 2500 лет, что делает систему самой молодой известной рентгеновской двойной системой», – объясняет Хайнц, имея в виду двухзвездную систему, которая является одним из самых ярких источников рентгеновского излучения в галактике. «С точки зрения человеческой жизни это было бы примерно похоже на новорожденного, которому всего несколько дней, – добавляет Пол Селл, бывший аспирант UW-Madison, участвовавший в исследовании.
Когда некогда массивная звезда взрывается как сверхновая, она создает либо черную дыру, либо нейтронную звезду, конденсированный, быстро вращающийся пепел с необычайным гравитационным притяжением. Большинство нейтронных звезд, которые имеют массу около 1.4 солнца, образующие шар диаметром всего 20 километров, существуют изолированно. «В Млечном Пути есть только около сотни других нейтронных звезд, о которых мы знаем, которые держались за свои звезды-компаньоны», – отмечает Хайнц.
Еще гораздо реже можно наблюдать характерный признак взрыва сверхновой звезды – светящееся облако ионизированного газа, созданное ударной волной взрыва, когда оно врезается в межзвездный газ вокруг звезд. «Ударную волну от сверхновой можно увидеть только около 100 000 лет или около того, прежде чем она рассеется и сольется с остальным газом и пылью вокруг нее в космосе», – говорит Селл. "Это лишь малая часть времени жизни рентгеновской двойной системы, поэтому шанс найти ее на этом раннем этапе ее жизни очень мал."
«Тот факт, что у нас есть этот остаток вместе с нейтронной звездой и ее спутником, означает, что мы можем проверять все, что угодно», – говорит Хайнц. "Наши наблюдения решают ряд загадок как об этом объекте, так и о том, как нейтронные звезды эволюционируют после их рождения. Например, необычная эллиптическая орбита, по которой эти две звезды вращаются вокруг друг друга, – это именно то, что вы ожидаете от очень молодой рентгеновской двойной системы », – отмечает Хайнц.
Однако наблюдения также ставят новые вопросы: предыдущие рентгеновские наблюдения показали, что нейтронная звезда Circinus X-1 имеет относительно небольшое магнитное поле. «Общая теория гласит, что нейтронные звезды рождаются с большим магнитным полем», – говорит Хайнц. "Эта недавно отчеканенная нейтронная звезда имеет поле намного меньшее, чем ожидалось."
Почему это так, остается загадкой. «Circinus X-1 кажется уникальной рентгеновской двойной системой, вероятно, в значительной степени потому, что он такой молодой», – добавляет Селл, ныне пост-докторский научный сотрудник Техасского технологического университета.