Много миллионов или миллиардов лет назад гигантская звезда в созвездии Стрельца под названием J1808 исчерпала топливо, упала под собственным весом и взорвалась.
Подобные взрывы распространены в космосе; ученые знают, что они являются частью процесса, который превращает могучие солнца в сморщенные нейтронные звезды - самые маленькие и самые плотные звезды во вселенной. Однако сегодня астрономы заинтриговали J1808 тем, что Все еще взрывается и, видимо, поливает нашу галактику одними из самых интенсивных вспышек света, когда-либо обнаруженных.
20 августа 2019 года специальный телескоп для наблюдения за нейтронными звездами на борту Международной космической станции (МКС) зафиксировал термоядерный взрыв на J1808, который унес все ранее обнаруженные взрывы. Краткий всплеск рентгеновского света мерцал всего за 20 секунд, но высвободил больше энергии за это время, чем солнечное излучение Земли за 10 дней, согласно выпуску новостей НАСА. Это была самая яркая вспышка энергии, когда-либо зарегистрированная телескопом, которая была запущена в сети в 2017 году.
«Этот взрыв был выдающимся», - заявил Питер Бульт, астрофизик в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА и ведущий автор недавнего исследования взрыва, опубликованного в «Астрофизическом журнале Letters». «Мы видим двухступенчатое изменение яркости, которое, по нашему мнению, вызвано выбросом отдельных слоев с поверхности и другими функциями, которые помогут нам расшифровать физику этих мощных событий».
Нестабильное партнерство
J1808 - это пульсар, или нейтронная звезда, которая вращается очень быстро и излучает мощное электромагнитное излучение от обоих полюсов. Звезды, подобные этому, вращаются так быстро (J1808 совершает около 400 оборотов в секунду), что лучи энергии на их полюсах кажутся пульсирующими, как стробоскопы, каждый раз, когда они указывают на Землю.
Подобно черной дыре, мощная гравитация нейтронной звезды может постепенно притягивать огромное количество окружающей материи, которая накапливается в огромном закрученном диске на краю звезды (это называется «аккреционным диском»). По мнению авторов нового исследования, J1808, по-видимому, долгое время всасывал газообразный водород из таинственного небесного объекта, с которым он имеет двойную орбиту. Этот объект, больше планеты, но меньше звезды, получает нелестное космологическое всеобъемлющее название «коричневый карлик».
Исследователи написали, что массивный взрыв, наблюдавшийся 20 августа, является результатом длительных односторонних отношений между J1808 и его коричневым партнером. Нейтронная звезда, по-видимому, за последние несколько лет высосала столько водорода у своего соседа, что газ стал сверхгорячим, сверхплотным «морем», которое начало падать внутрь и покрывать поверхность звезды. Тепло от звезды так сильно нагревало это море, что ядерная реакция начала происходить, заставляя ядра водорода сливаться с ядрами гелия. Со временем этот недавно образованный гелий создал второй слой газа вокруг поверхности звезды, который охватил несколько метров в глубину, пишут исследователи.
«Как только гелиевый слой достигает нескольких метров, условия позволяют ядрам гелия сливаться с углеродом», - говорится в заявлении соавтора исследования Завена Арзуманяна, также работающего в НАСА. «Затем гелий взрывается и высвобождает термоядерный огненный шар по всей поверхности пульсара».
Исследователи полагают, что взрыв 20 августа произошел, когда такой огненный шар сдул как водородный, так и гелиевый слои, окружающие звезду, в быстрой последовательности, вызвав двойную вспышку чрезвычайно яркой рентгеновской энергии, чтобы ворваться в космос. (J1808 и его партнер находятся на расстоянии около 11 000 световых лет от Земли, что довольно близко, если говорить космически).
Такая интерпретация взрыва согласуется с наблюдениями на МКС, но оставляет одну важную деталь. После первых двух всплесков энергии рентгеновского излучения пульсар выпустил третий, чуть более тусклый взрыв, который был примерно на 20% ярче, чем обычное мерцание звезды. По словам исследователей, не ясно, какой механизм вызвал этот последний взрыв энергии.
