Виявлено рідкісну подвійну зоряну систему з дивною круговою орбітою

Опрацювавши гору астрономічних даних, Кларисса Павао, студентка університету Аеронавтики Ембрі-Ріддла в Прескотті, штат Аризона, надала свій попередній аналіз. Відповідь її наставника була швидкою і написана великими літерами. «Є ОРБІТА!» він написав. Саме тоді Павао, старший спеціаліст з космічної фізики, зрозуміла, що збирається стати частиною чогось великого – статті в рецензованому журналі Nature  , яка описує рідкісну подвійну зоряну систему з незвичайними особливостями.

У статті Nature , опублікованій 1 лютого 2023 року в співавторстві з д-ром Ноелем Д. Річардсоном, доцентом кафедри фізики та астрономії Ембрі-Ріддла, описується система подвійних зірок, яка світиться рентгенівськими променями та має високу потужність. маса. Завдяки дивній круговій орбіті – дивацтву серед подвійних систем – система-близнюк, здається, утворилася, коли зірка чи наднова, що вибухнула, згасли без звичайного вибуху, схожого на невдалу петарду.

Кругла орбіта подвійної системи була ключовою підказкою, яка допомогла дослідникам ідентифікувати другу зірку в подвійній системі як збіднену або «ультра-порізану» наднову. Зазвичай після того, як зірка витрачає все своє ядерне паливо, її ядро ​​руйнується перед тим, як вибухнути в космос у вигляді наднової. У цьому випадку Річардсон сказав: «Зірка була настільки виснажена, що вибуху навіть не вистачило енергії, щоб підштовхнути орбіту до більш типової еліптичної форми, яку можна побачити в подібних подвійних системах».

Ми Зоряний пил

Назва подвійної системи звучить як номерний знак: CPD-29 2176. Дослідники підрахували, що зараз у Галактиці існує лише близько 10 таких зоряних систем. Вивчаючи його, вони розгадують нові ключі до наших найдавніших початків, як зоряний пил.

«Коли ми дивимося на ці об’єкти, ми дивимось назад у часі», – пояснив Павао. «Ми дізнаємося більше про походження Всесвіту, що підкаже нам, куди рухається наша Сонячна система. Як люди, ми починали з тих самих елементів, що й ці зірки».

Річардсон додав, що без подвійних систем, таких як CPD-29 2176, життя на Землі було б зовсім іншим. «Такі системи, ймовірно, еволюціонують у подвійні нейтронні зірки, які з часом зливаються й утворюють важкі елементи, які викидаються у Всесвіт», — зазначив він. «Ці важкі елементи дозволяють нам жити так, як ми живемо. Наприклад, більшість золота було створено зірками, подібними до реліктової наднової або нейтронної зірки в подвійній системі, яку ми вивчали. Астрономія поглиблює наше розуміння світу та нашого місця в ньому».

Наполегливість окупається

Проєкт розпочався, коли Павао зайшов до офісу Річардсона в надії отримати дослідницький досвід. «Я сказав: «Будь ласка, дайте мені будь-які дослідження». Він випадково мав дані, отримані 1,5-метровим телескопом Міжамериканської обсерваторії Серро-Тололо в Чилі, від яскравої зірки, відомої як зірка типу Be. Зірка Be була розташована в тому ж місці на небі, що й інша, яка викликала великий спалах рентгенівського випромінювання. Цей спалах — можливо, щось під назвою «м’який гамма-ретранслятор» — привернув увагу астрономів, спонукавши Річардсона та інших запитати дані телескопа.

Павао побудувала спектри зірки Be, але спочатку їй довелося очистити дані, щоб вони були менш шумними. «Телескоп дивиться на зірку і забирає все світло, щоб ви могли побачити елементи, з яких складається ця зірка, — зазначила вона, — але навколо зірок Be зазвичай є диски матерії. Важко бачити безпосередньо крізь усе це».

Наполегливість окупилася: Павао вдалося дізнатися більше про обробку даних і комп’ютерне кодування, щоб вона могла аналізувати спектри зірок. Вони з Річардсоном знайшли одну просту лінію, яка походить від зірки, і на яку не вплинув диск навколо неї. Вона думала, що її графік — це діаграма розсіювання. Річардсон думав інакше, що спонукало його електронний лист, написаний великими літерами. Швидко вписавши дані Павао в спеціальну комп’ютерну програму, він зрозумів, що вони знайшли орбіту зірки, але вона відрізнялася від очікуваної. Подальше аналізування даних виявило, що одна зірка справді оберталася навколо іншої приблизно кожні 60 днів. Павао згадує слова Річардсона: «Це не просто двійкова система». Джерело