Изображение предоставлено: Chandra
Сочетание данных рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и инфракрасных наблюдений на 200-дюймовом телескопе Palomar позволило обнаружить, что гамма-всплеск, один из самых катастрофических взрывов в природе, произошел в нашей Галактике несколько тысяч лет назад. Остаток сверхновой, W49B, также может быть первым остатком гамма-всплеска, обнаруженного в Млечном Пути.
W49B - это туманность в форме бочки, расположенная примерно в 35 000 световых лет от Земли. Новые данные показывают яркие инфракрасные кольца, такие как обручи вокруг ствола, и интенсивное рентгеновское излучение железа и никеля вдоль оси ствола.
«Эти результаты предоставляют интригующие доказательства того, что чрезвычайно массивная звезда взорвалась на двух мощных, противоположно направленных струях, богатых железом», - сказал Джонатан Кеохан из Лаборатории реактивного движения НАСА на пресс-конференции на встрече Американского астрономического общества в Денвере. «Это делает W49B главным кандидатом на то, чтобы быть остатком гамма-всплеска с участием коллапсара черной дыры».
«Ближайший известный гамма-всплеск на Землю находится на расстоянии нескольких миллионов световых лет? большинство находятся на расстоянии миллиардов световых лет? так что обнаружение остатка одного в нашей галактике было бы большим прорывом », - сказал Уильям Рич, один из сотрудников Keohane из Калифорнийского технологического института.
Согласно теории коллапсаров, гамма-всплески возникают, когда у массивной звезды заканчивается ядерное топливо, а ядро звезды разрушается, образуя черную дыру, окруженную диском чрезвычайно горячего, быстро вращающегося, намагниченного газа. Большая часть этого газа втягивается в черную дыру, но часть отбрасывается в противоположно направленные струи газа, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света.
Наблюдатель, выровненный по одной из этих струй, увидит гамма-всплеск, ослепительную вспышку, в которой сосредоточенная мощность равна десяти квадриллионам Солнца за минуту или около того. Вид перпендикулярно струям - менее удивительный, хотя, тем не менее, впечатляющий взрыв сверхновой. Для W49B струя отклоняется от плоскости неба примерно на 20 градусов.
На инфракрасном изображении можно определить четыре кольца диаметром около 25 световых лет. Эти кольца, вызванные теплым газом, предположительно были выброшены быстрым вращением массивной звезды за несколько сотен тысяч лет до ее взрыва. Кольца были вытеснены горячим ветром от звезды за несколько тысяч лет до ее взрыва.
Изображение Чандры и спектральные данные показывают, что струи газа с многомиллионным градусом Цельсия, проходящие вдоль оси ствола, богаты ионами железа и никеля, что согласуется с тем, что они выбрасываются из центра звезды. Это отличает взрыв от обычной сверхновой типа II, в которой большая часть Fe и Ni превращается в нейтронную звезду, а внешняя часть звезды - это то, что выбрасывается. Напротив, в коллапсарной модели гамма-всплесков железо и никель из центра выбрасываются вдоль струи.
На концах ствола, рентгеновское излучение вспыхивает, чтобы сделать горячий колпачок. Рентгеновская крышка окружена сплющенным облаком молекул водорода, обнаруженных в инфракрасном диапазоне. Эти особенности указывают на то, что ударная волна, вызванная взрывом, натолкнулась на большое, плотное облако газа и пыли.
Появляется сценарий, в котором массивная звезда, образованная из плотного облака пыли, ярко сияла в течение нескольких миллионов лет, вращая газовые кольца и отталкивая их, образуя почти пустую полость вокруг звезды. Затем звезда подверглась взрыву сверхновой типа коллапсара, который привел к гамма-всплеску.
Наблюдения W49B могут помочь решить проблему, которая помешала модели коллапсара для гамма-всплесков. С одной стороны, модель основана на коллапсе массивной звезды, которая обычно формируется из плотного облака. С другой стороны, наблюдения за послесвечением многих гамма-всплесков показывают, что взрыв произошел в газе низкой плотности. Основываясь на данных W49B, резолюция, предложенная Keohane и коллегами, состоит в том, что звезда вырезала обширную полость низкой плотности, в которой впоследствии произошел взрыв.
«Кажется, эта звезда взорвалась внутри созданного ею пузыря», - сказал Кеохане. «В некотором смысле, он вырыл свою могилу».
Центр космических полетов имени Маршалла при НАСА, Хантсвилл, штат Алабама, руководит программой Чандра для Управления космических наук, штаб-квартира НАСА, Вашингтон. Нортроп Грумман из Редондо-Бич, Калифорния, ранее TRW, Inc., был главным подрядчиком по разработке обсерватории. Смитсоновская астрофизическая обсерватория контролирует научные и летные операции из рентгеновского центра Чандра в Кембридже, штат Массачусетс.
Первоначальный источник: пресс-релиз Чандра
