Изображение предоставлено: NRAO
Астрономы, использующие радиотелескоп «Очень большой массив» (VLA) Национального научного фонда, пользуются уникальной возможностью наблюдать, как старая звезда внезапно возвращается к новой активности после того, как ее жизнь заканчивается. Их удивительные результаты заставили их изменить свои представления о том, как такая старая белая карликовая звезда может разжечь свою ядерную печь за один последний взрыв энергии.
Компьютерное моделирование предсказало серию событий, которые последуют за таким повторным воспламенением реакций синтеза, но звезда не следовала сценарию - события развивались в 100 раз быстрее, чем предсказывалось моделированием.
«Сейчас мы создали новую теоретическую модель того, как работает этот процесс, и наблюдения VLA предоставили первые доказательства, подтверждающие нашу новую модель», - сказал Альберт Зийлстра из Университета Манчестера в Соединенном Королевстве. Зийльстра и его коллеги представили свои выводы в номере журнала Science от 8 апреля.
Астрономы изучили звезду, известную как V4334 Sgr, в созвездии Стрельца. Он более известен как «Объект Сакурая» в честь японского астронома-любителя Юкио Сакурая, который открыл его 20 февраля 1996 года, когда он внезапно вспыхнул в новом свете. Сначала астрономы думали, что вспышка была обычным новым взрывом, но дальнейшие исследования показали, что Объект Сакурая не был чем-то обычным.
Звезда - это старый белый карлик, у которого закончилось водородное топливо для реакций ядерного синтеза в его ядре. Астрономы считают, что некоторые такие звезды могут подвергнуться окончательному взрыву синтеза в оболочке из гелия, которая окружает ядро из более тяжелых ядер, таких как углерод и кислород. Тем не менее, взрыв Объекта Сакурая является первым подобным взрывом, замеченным в современные времена. Взрывы звезд, наблюдавшиеся в 1670 и 1918 годах, могли быть вызваны тем же явлением.
Астрономы ожидают, что Солнце станет белым карликом примерно через пять миллиардов лет. Белый карлик - это плотное ядро, оставшееся после того, как закончилась нормальная жизнь звезды, питаемая термоядерным синтезом. Чайная ложка белого карликового материала будет весить около 10 тонн. Белые карлики могут иметь массу, в 1,4 раза превышающую массу Солнца; более крупные звезды в конце своей жизни разрушаются в более плотные нейтронные звезды или черные дыры.
Компьютерное моделирование показало, что тепловая конвекция (или «кипение») принесет водород из внешней оболочки звезды вниз в оболочку гелия, вызвав кратковременную вспышку нового ядерного синтеза. Это может привести к внезапному увеличению яркости. Первоначальные компьютерные модели предполагали последовательность наблюдаемых событий, которые произошли бы в течение нескольких сотен лет.
«Объект Сакурая прошел первые этапы этой последовательности всего за несколько лет - в 100 раз быстрее, чем мы ожидали - поэтому нам пришлось пересмотреть наши модели», - сказал Зийлстра.
Пересмотренные модели предсказывают, что звезда должна быстро разогреться и начать ионизировать газы в окружающей ее области. «Это то, что мы сейчас видим в наших последних наблюдениях VLA», - сказала Зийлстра.
«Важно понимать этот процесс. Объект Сакурая выбросил большое количество углерода из своего внутреннего ядра в космос, как в виде частиц газа, так и пыли. Они найдут свой путь в области космоса, где образуются новые звезды, и частицы пыли могут стать частью новых планет. Некоторые частицы углерода, обнаруженные в метеоритах, показывают изотопные отношения, идентичные тем, которые были обнаружены в Объекте Сакурая, и мы думаем, что они, возможно, произошли в результате такого события. Наши результаты показывают, что этот источник космического углерода может быть гораздо важнее, чем мы подозревали ранее », - добавил Зийлстра.
Ученые продолжают наблюдать Объект Сакурая, чтобы воспользоваться редкой возможностью узнать о процессе повторного возгорания. Они делают новые наблюдения VLA только в этом месяце. Их новые модели предсказывают, что звезда будет нагреваться очень быстро, а затем снова медленно остывать, охлаждаясь до ее текущей температуры около 2200 года. Они думают, что еще один эпизод разогрева, прежде чем она начнет свое окончательное охлаждение до звездного пепла.
Зийльстра работал с Марцином Хайдуком из Университета Манчестера и Университета Николая Коперника, Торунь, Польша; Фальк Хервиг из Лос-Аламосской национальной лаборатории; Питер А.М. ван Хоф из Королевского университета в Белфасте и Королевской обсерватории Бельгии; Флориан Кербер из Европейской Южной Обсерватории в Германии; Стефан Кимесвенгер из Университета Инсбрука, Австрия; Дон Поллакко из Королевского университета в Белфасте; Анейрин Эванс из Кильского университета в Стаффордшире, Великобритания; Хосе Лопес из Национального автономного университета Мексики в Энсенада; Myfanwy Bryce из Jodrell Bank Observatory в Великобритании; Стюарт П.С. Эйрс из Университета Центрального Ланкашира в Великобритании; и Микако Мацуура из Манчестерского университета.
Национальная радиоастрономическая обсерватория является объектом Национального научного фонда, действующим в рамках соглашения о сотрудничестве от Associated Universities, Inc.
Источник: пресс-релиз НРАО
