Необичайната смърт на масивна звезда бележи началото на бинарна система неутронни звезди

Изображения преди, по време и след избухването на iPTF 14gqr

Антъни Пиро от института „Карнеги“ е част от екип, воден от астрономи от Калифорнийския технологичен университет, който провежда наблюдения на странната смърт на масивна звезда: твърде слаб взрив, последван от бързо замираща свръхнова и вероятното раждане на компактна двойна система от неутронни звезди. Пиро е автор на ключовия за откритието теоретичен контекст. Цялата разработка на екипа е публикувана в списание Science.

Наблюденията са дело на екип на Калифорнийския технологичен университет: водещ автор в изследването е Кишала Де, а главен изследовател е Манси Касивал (която е бивш следдипломен квалификант на института „Карнеги“). Учените предполагат, че умиращата звезда има невидим спътник, чието гравитационно въздействие предварително е изтласкало огромна част от масата ѝ, преди избухването ѝ в свръхнова. Смята се, че експлозията е довела до формирането на двукомпонентна неутронна звезда. Това предполага, че учените за пръв път са станали свидетели на раждането на бинарна система, подобна на тази, с която пръв се сблъсква Антъни Пиро и екип астрономи от „Карнеги“ и университета в Санта Круз през август 2017 година.

Избухването на свърхнова се случва, когато масивна звезда – с маса поне осем пъти по-голяма от тази на Слънцето – изчерпи ядреното си гориво, което води до колабиране на ядрото, последвано от рязкото му разширяване под формата на огромна експлозия. След като външните слоеве на звездата се изхвърлят в пространството, остава неутронна звезда – екзотична звезда, представляваща колосално свитото ядро, което е с размери колкото на средно голям град, но с маса, надхвърляща тази на Слънцето.



Обикновено при избухването на свръхнова се наблюдава изхвърлянето на голяма част от масата на звездата – многократно надхвърляща масата на Слънцето. Но в събитието, наблюдавано от Касивал и нейните колеги, обозначено в каталозите като iPTF 14gqr, изхвърлената материя е около една пета от масата на Слънцето. „Видяхме как колабира ядрото на масивната звезда, но регистрирахме изключително малко изхвърлена материя“, обяснява Касивал. „Наричаме това ултра разкрита свръхнова и за съществуването на подобни звезди са изказвани предположения от доста дълго време. Това е първият случай, когато наблюдавахме ясният колапс на масивна звезда, която предварително е лишена от огромна част от материята си“.

Теоретичните модели, предложени от Антъни Пиро, дават интерпретация на тези наблюдения. Теорията дава на изследователите правото да допуснат, че в близост до експлоадиращата звезда се намира плътна материя. „Открития като това показват защо е толкова важно да се създават теоретични екипи по астрофизика, като този в института „Карнеги“, казва Пиро. „Като се комбинират наблюденията и теорията, можем да научим много повече за невероятните събития от този тип“.

Фактът, че звездата изобщо избухва, предполага, че преди това е притежавала достатъчно материя, тъй като в противен случай ядрото ѝ никога нямаше да се разрасне до размери, които да му позволят последващият колапс. Но къде се е дянала липсващата в конкретния случай материя? Учените стигат до заключение, че липсващата материя трябва да е „открадната“ от компактна звезда-компаньон – като бяло джудже, неутронна звезда или черна дупка.



Неутронната звезда, която остава след избухването на свръхновата, трябва да се е родила на орбита около този компактен компаньон. Поне новата неутронна звезда и нейният спътник са толкова близо една до друга, те в крайна сметка ще достигнат до момент, в който ще се сблъскат и слеят. Всъщност, сливането на две неутронни звезди за пръв път беше регистрирано през август 2017 година. Наблюденията бяха осъществени от Антъни Пиро и екип астрономи от института „Карнеги“ и от Университета в Санта Круз. Смята се, че подобни явления са отговорни за „производството“ на тежките елементи във Вселената, като златото, платината и урана.

Явлението с избухването на iPTF 14gqr е наблюдавано в рамките на проекта Palomar Transient Factory (iPTF) – нощни проучвания на небосвода в търсене на преходни или краткотрайни космически събития, като избухването на свръхнови. Експлозията на свърхновата е засечена още от самото ѝ начало. Но поради движението на Земята, в моментите, когато телескопът Palomar не е в състояние да следи iPTF 14gqr, се включват обсерватории по цял свят. Формира се цяла мрежа от обсерватории (Global Relay of Observatories Watching Transients Happen, GROWTH), която позволява да се проследи в развитие цялото събитие.

-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>