Въпреки че масивните звезди обикновено умират със зрелищни експлозии, шепа изгасват като фалшиви петарди.
Астрономите са идентифицирали останките от една такава фалшива петарда в SGR 0755-2933, a неутронна звезда на около 11 400 светлинни години от Земята в южното съзвездие Куче. В нови изследвания учените твърдят, че по-рано през живота си това звезда е прехвърлил необичайно големи количества маса към своя двоичен спътник – толкова много, че не е останал с достатъчно материал за експлозивна смърт. Вместо това завърши с тихо “ултра-съблечен” свръхноварядко космическо събитие, което оставя след себе си свръхплътен остатък, наречен неутронна звезда.
„Тази забележителна двоична система е по същество система едно към 10 милиарда“, каза Андре-Никола Шене, астроном от изследователския център NOIRLab на Националната научна фондация и съавтор на новото изследване. изявление.
Свързани: Точното място, точното време: Телескопът Хъбъл засне супернова, докато експлодира
Неутронната звезда и нейният близко орбитиращ бинарен спътник – звезда, която изследователите също прогнозират, че някой ден ще се срине, за да се превърне в неутронна звезда – бележат първия ясен пример за звездна система, която в крайна сметка ще предизвика kilonovaкосмическа експлозия, по време на която две неутронни звезди се сливат.
Въпреки че килонова беше за първи път открит през 2017 г, след това астрономите записаха само последиците от събитието, благодарение на наблюдения на светлина и гравитационни вълни. Новото изследване е първият път, когато учените са идентифицирали двойна звездна система, за която знаят, че ще завърши с експлозия на Килонова.
Освен това астрономите по-рано смятаха, че само една или две такива системи ще съществуват в спирални галактики като нашата млечен път. Изследователите на последното проучване увеличиха тази оценка до 10, отбелязвайки, че тези наблюдения им помагат да разберат по-добре историята, еволюцията и нетипично спокойната смърт на звезди в такива системи.
„От доста време астрономите спекулираха за точните условия, които в крайна сметка биха могли да доведат до килонова“, каза Чене в изявлението. „Тези нови резултати показват, че поне в някои случаи две братски неутронни звезди могат да се слеят, когато една от тях е създадена без класическа експлозия на супернова.“
Звездата-сестра е масивна, обикаля около първичната неутронна звезда на всеки 60 дни и има име като регистрационен номер: CPD-29 2176. Учените, които стоят зад най-новите изследвания, са изследвали тази звезда-сестра, за да разберат и формирането на настоящата звездна система като това, което може да се развие в бъдещето му.
„Това не е просто проста двоична система“
Клариса Павао, студентка в авиационния университет Embry-Riddle в Аризона, откри системата, докато претърсваше данни, заснети от Междуамериканската обсерватория Cerro Tololo в Чили. По-специално, тя заговорничеше спектри на братската звезда, анализ на това колко светлина излъчва една звезда при определени дължини на вълната. След като изчисти шума от данните, тя забеляза една проста линия в спектрите, която предполагаше, че масивната звезда има силно кръгова орбита – необичайна характеристика в бинарните звездни системи.
Това беше ключово откритие, което помогна на екипа да заключи, че първичната неутронна звезда е завършила като неуспешна свръхнова, казаха астрономите.
Обикновено, когато една от звездите в двойна система изгори своя водород и наближи края на своя главна последователност етап, той започва да прехвърля маса към своята спътникова звезда. Получената експлозия в края на живота често изрита звездите-спътници от системите и в силно елиптични орбити.
Но това изглежда не се е случило в интригуващата система. За да разберат по-добре какво може да се е случило в края на живота на SGR 0755-2933, астрономите преминаха през хиляди модели, които описват двойни звездни системи, наподобяващи тази, която изучаваха. Намериха само две, които съвпадаха.
След това екипът проследи историята на звездата и заключи, че тя се държи в по-голямата си част като всяка друга масивна звезда, която остава без гориво: към края на живота си звездата започна да прехвърля маса на своя спътник и се превърна в звезда с ниска маса с хелиево ядро, както очакваха учените. В този процес обаче звездата загуби толкова много маса, че нейната супернова в края на живота си „дори нямаше достатъчно енергия, за да избута орбитата в по-типичната елипсовидна форма, наблюдавана в подобни двоични системи“, Ноел Ричардсън, астроном от Embry-Riddle и водещ автор на новото проучване, каза в a изявление.
Умиращата звезда също не е имала достатъчно енергия, за да изгони своя спътник от системата, поради което двете звезди продължават да имат тесни орбити, според проучването.
В допълнение към научаването на повече за събитията kilonova, новото изследване ще помогне на астрономите да разберат по-добре произхода на някои от най-тежките елементи в нашата вселена.
Тихата свръхнова се е появила само преди няколко милиона години и астрономите очакват системата CPD-29 2176 да остане такава, каквато е още поне един милион години. Техните модели показват, че подобно на първичната неутронна звезда, братската звезда също след това ще се превърне в свръхнова свръхнова и в крайна сметка ще се срине в неутронна звезда.
След милиони години екипът прогнозира, че двете неутронни звезди бавно ще се движат една към друга в космически танц, като в крайна сметка ще се сблъскат в експлозия на килонова. Известно е, че такива експлозии са a източник на огромни количества тежки елементи като платина, ксенон, уран и злато, “които се изхвърлят във Вселената”, каза Ричардсън.
Астрономите отдавна подозират, че тежките метали, освободени по време на такива събития, витаят в междузвездната среда, докато не се слеят в астероиди, които след това бомбардират Земята, докато се формира и отлага ценните метали, които виждаме днес. Само събитието kilonova за 2017 г изпратено най-малко 100 ценни тежки метали на Земята, така че изглежда, че неуспешна свръхнова не е такава загуба за Вселената в крайна сметка.
Изследването е описано в a хартия (отваря се в нов раздел) публикувано в сряда (1 февруари) в списание Nature.
Следвайте Sharmila Kuthunur в Twitter @Sharmilakg. Последвайте ни в Twitter @Spacedotcom и на Facebook.