Яркая двойная звёздная система V Стрельца будет вспыхивать несколько раз, прежде чем в ближайшие 100 лет превратится в сверхновую. Когда она взорвётся, её можно будет увидеть невооружённым глазом даже на фоне солнечного неба.
Звёздная система GK Персея, где произошёл печально известный взрыв сверхновой, снятый рентгеновским телескопом «Чандра». В следующем столетии в V Стрельца должна произойти ещё более яркая вспышка сверхновой. (Изображение предоставлено: NASA Goddard)
Согласно новому исследованию, невероятно яркая звёздная система, которая долгое время ставила астрономов в тупик, вскоре может озарить небо ядерным сиянием тысяч солнц. Когда это произойдёт, результаты можно будет увидеть с Земли невооружённым глазом — днём или ночью.
Звёздная система под названием V Стрельца состоит из белого карлика — плотного ядра мёртвой звезды, похожей на Солнце, — и более массивного звёздного компаньона, расположенного на расстоянии около 10 000 световых лет от нас в созвездии Стрельца. Прожорливый белый карлик поглощает вещество своего компаньона «с невиданной ранее скоростью», говорится в заявлении команды исследователей.
Согласно заявлению, эти две звезды настолько тесно связаны внеземным танго, что совершают оборот вокруг друг друга всего за 12,3 часа, постепенно приближаясь друг к другу с каждым оборотом. Теперь исследователи подтвердили, что этот обречённый танец в конечном счёте закончится столкновением двух звёзд и образованием сверхновой, настолько яркой, что её будет видно днём.
«Вещество, накапливающееся на белом карлике, вероятно, вызовет вспышку новой звезды в ближайшие годы, во время которой V Стрельца станет видна невооружённым глазом», — говорится в заявлении Пабло Родригеса-Хила, профессора Института астрофизики Канарских островов в Испании и соавтора исследования.
Иллюстрация новой звезды: взрыв, который происходит, когда белый карлик высасывает слишком много вещества из своего более крупного звёздного компаньона. (Изображение предоставлено: Международная обсерватория «Джемини»/NOIRLab/NSF/AURA/М. Гарлик, М. Замани)
В исследовании, опубликованном в ноябре в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, международная исследовательская группа под руководством Университета Турку в Финляндии проанализировала свет, излучаемый V Стрельца, чтобы лучше понять, к какому типу звёзд он относится.
Эти данные были собраны за 120 дней наблюдений с помощью спектрографа X-Shooter на Очень Большом Телескопе Европейской южной обсерватории, расположенном на высоте 8600 футов (2600 метров) на вершине Серро-Параналь в чилийской пустыне Атакама.
Спектрографы, такие как X-Shooter, улавливают свет, исходящий от небесных объектов, а затем разделяют его на составляющие длины волн. Таким образом получается спектр, который позволяет определить химический состав объекта, поскольку каждый атом и молекула поглощают и отражают свет определённой длины волны. Для наглядности представьте, как призма расщепляет белый свет на составляющие цвета, образуя радугу.
Эти спектральные данные помогли исследователям заново проанализировать характеристики V Стрельца. Ранее, в исследовании 1965 года, астрономы подсчитали, что масса двух звёзд в этой системе составляет 0,7 и 2,8 массы Солнца, хотя этот вывод является спорным.
Чтобы определить размеры звёзд, в этом недавнем исследовании учитывались такие факторы, как орбитальный период. Согласно полученным данным, масса всей системы может составлять менее 2,1 массы Солнца, при этом масса белого карлика и его спутника составляет около 1 массы Солнца.
Фил Чарльз, почётный профессор астрономии Саутгемптонского университета и соавтор исследования, описал путаницу, связанную с этой «очень важной системой». Неопределённость возникает из-за сложного, постоянно меняющегося светового излучения V Стрельца, которое «скорее всего вызвано быстрыми выбросами», а не орбитальными движениями звёзд, что затрудняет определение их размеров.
«Наше исследование показывает, что никому ещё не удавалось однозначно определить орбитальное движение каждого компонента, а значит, у нас пока нет точных данных о массе каждой звезды», — сообщил Чарльз Live Science по электронной почте.
Ядерная бомба на орбите
Исследователи также определили V Стрельца как источник сверхмягкого рентгеновского излучения (SSS), то есть он генерирует рентгеновское излучение с более низкой энергией по сравнению с источниками жёсткого излучения, такими как активные чёрные дыры и сталкивающиеся нейтронные звёзды. Классические SSS состоят из аккрецирующего белого карлика и более массивной звезды, газ которой перетекает и падает на белый карлик.
По словам исследователей, заявление V Стрельца, обладающего огромной гравитацией, вызывает устойчивую термоядерную реакцию на поверхности белого карлика, превращая его в орбитальную ядерную бомбу и самую яркую сверхновую в галактике.
На самом деле даже в периоды ослабления блеска V Стрельца в 100 раз ярче других переменных звёздных систем. Скорость падения вещества в аккреционном диске белого карлика резко и непредсказуемо меняется, иногда всего за несколько дней, поскольку он пытается поглотить всё вещество, которое забирает у своего партнёра, говорится в отдельном заявлении команды.
В результате значительная часть вещества вырвалась наружу и образовала кольцо или ореол из газа, который окружает обе звезды, формируя «околозвёздный диск» радиусом, который может быть в два-четыре раза больше расстояния между двумя звёздами.
Дневная сверхновая
Хаотичная аккреция и чрезвычайная яркость V Стрельца — признаки его неминуемой, насильственной смерти, которой, так сказать, предшествует взрывная закуска, предлагающая многообещающий сценарий для астрономов-оптимистов: взрыв новой звезды.
Новые звёзды возникают, когда аккрецирующий белый карлик поглощает слишком много вещества, а затем происходит взрывной выброс этого вещества с его поверхности. Эти звёздные взрывы не уничтожают белые карлики, но тем не менее впечатляют: средняя новая звезда светит в сотни тысяч раз ярче Солнца. Поскольку они не уничтожают белые карлики, новые звёзды могут появляться снова и снова на протяжении тысяч или миллионов лет.
Однако это захватывающее зрелище будет лишь прелюдией к главному событию. Когда звёзды войдут в спираль и столкнутся друг с другом, произойдёт «взрыв сверхновой, настолько яркий, что его будет видно с Земли даже днём», — добавляет Родригес-Хиль.
Этот в конечном счёте блестящий финал может наступить уже в 2067 году, согласно исследованию, проведённому в 2020 году в Университете штата Луизиана, которое предсказывало гибель V Стрельца на основании уменьшения орбитального периода его звёзд. Чарльз приходит к выводу, что если «[наблюдаемое] уменьшение периода продолжится, то это должно произойти, но звёздную эволюцию сложно предсказать точно, так что всё может легко измениться!»
Так что следите за Стрельцом в поисках новой звезды и отметьте в своих календарях дату сверхновой, которая эффектно ознаменует конец одной из самых интригующих звёздных систем нашей галактики.