Мертвые звезды не гаснут: «Чандра» застал половину остатков сверхновых в галактике M83 за странным мерцанием

Почему «мертвые» звезды продолжают «подавать признаки жизни»?

Команда определила два основных — и, возможно, действующих одновременно — механизма, объясняющих беспорядочное рентгеновское мерцание .

1. Выжившая звезда-компаньон

Наиболее предпочтительное объяснение заключается в том, что многие из этих остатков содержат «выжившего». Большинство массивных звезд существуют в двойных системах. Когда более массивная звезда взрывается как сверхновая, она может оставить после себя черную дыру или нейтронную звезду. Если звезда-компаньон переживает этот катаклизм, она может оказаться на тесной орбите с новым компактным объектом. Мощная гравитация черной дыры или нейтронной звезды начинает перетягивать вещество с поверхности компаньона. Этот процесс, называемый аккрецией, разогревает падающий газ до миллионов градусов, порождая мощное и переменное рентгеновское излучение, интенсивность которого напрямую зависит от темпа захвата вещества .

2. Космическая переработка: возвратная аккреция

Альтернативный сценарий меняет направление потоков. Вместо того чтобы красть газ у компаньона, центральный компактный объект может «перерабатывать» свой собственный мусор. Астроном Рой Килгард, еще один соавтор исследования, описал эту возможность как обломки от взрыва, падающие обратно на тот самый объект, который этот взрыв и породил . Такая «возвратная аккреция» также может вызывать наблюдаемые повышения и понижения яркости, когда вещество, захваченное гравитацией нейтронной звезды или черной дыры, разогревается до рентгеновских температур.

Как минимум для одного остатка в выборке, SN 1957D, существует более простое объяснение. Впервые его наблюдали почти 70 лет назад, и его рентгеновское свечение, вероятно, вызвано столкновением выброшенного вещества с огромной скоростью с окружающей межзвездной средой, в результате чего кинетическая энергия переходит в тепловую .

Этот феномен долговременной переменности остатков, возможно, не уникален для M83. Первые же последующие наблюдения галактики Водоворот (M51) выявили похожую популяцию меняющихся остатков, что наводит на мысль о том, что такое поведение может быть общей и ранее упускавшейся из виду характеристикой галактик со звездообразованием .

Новая «хлопушка» у черной дыры Млечного Пути

В ходе отдельного исследования другая команда астрономов направила и «Чандру», и спутник XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA) в бурлящий центр нашей собственной Галактики. Их целью была область Стрелец C (Sgr C) — плотный регион звездообразования, расположенный всего в 26 000 световых лет от Земли. По космологическим меркам, это буквально «по соседству» со сверхмассивной черной дырой Стрелец A* .

Внутри Sgr C они идентифицировали отчетливое «пятно» рентгеновского излучения, расположенное внутри более крупного пузыря ионизированного водорода, который окружает молодую массивную звезду . Если это подтвердится как остаток сверхновой, он станет одним из ближайших подобных объектов, когда-либо обнаруженных у центральной черной дыры Млечного Пути . Данные указывают, что выброшенное звездное вещество расширяется со скоростью примерно три миллиона километров в час, а сам взрыв произошел всего около 1700 лет назад .

Это открытие стало возможным благодаря сочетанию рентгеновского «зрения» высокого разрешения «Чандры» и XMM-Newton с дополнительными радиоданными от массива радиотелескопов MeerKAT в Южной Африке и оптическими данными обзора Pan-STARRS . Находка дает редкую возможность изучить жизненный цикл звезд в самой экстремальной среде нашей Галактики.