Открыт белый карлик, переживший взрыв сверхновой

Астрономы открыли крайне необычный белый карлик в созвездии Малой Медведицы, который в недавнем прошлом превратился в "нобелевскую" сверхновую, но каким-то загадочным образом пережил ее взрыв, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. 

"Сверхновые первого типа используются сегодня в качестве стандартизованных космических "маяков", однако мы до сих пор не знаем, как они возникают и что происходит внутри них во время взрыва. Мы открыли белый карлик, которому удалось пережить этот взрыв, что доказывает, что подобные вспышки могут происходить при участии только одной вырожденной звезды ", — пишут Стефан Веннес (Stefan Vennes) из Института астрономии Академии наук Чехии в городе Ондржеёв и его коллеги.

Так называемые сверхновые типа Ia возникают из белых карликов — старых "выгоревших" звезд небольшой массы, лишенных собственных источников энергии. Они вспыхивают в двойных звездных системах, состоящих из двух белых карликов или белого карлика и красного гиганта. В первом случае сверхновая взрывается при слиянии карликов, а во втором — в результате накопления материи гиганта на поверхности меньшего светила.

Сверхновые первого типа взрываются с примерно одинаковой яркостью из-за физических процессов, управляющих их развитием. Это свойство Сол Перлмуттер, Адам Рисс и Брайан Шмидт использовали для демонстрации ускоряющегося расширения Вселенной, за что они получили Нобелевскую премию 2011 года по физике.

В отличие от других типов сверхновых, в результате этого взрыва как минимум одна звезда полностью исчезает, и на ее месте остается горячее и светящееся облако из раскаленной плазмы, множества тяжелых элементов, возникших в ходе взрыва, которое продолжает сиять еще несколько тысяч лет перед тем, как оно полностью остынет и угаснет. Из-за столь высокой скоротечности останки подобных сверхновых являются большой редкостью, и поэтому они привлекают взоры астрономов.

Веннес и его коллеги нашли крайне причудливый след одной из таких "нобелевских" сверхновых, наблюдая за необычной звездой LP 40-365, движущейся с необычно высокой скоростью по небосводу.  Этой скорости, составляющей примерно 500 километров в секунду, в принципе должно хватить для того, чтобы преодолеть силу притяжения Галактики и покинуть ее пределы.

Эта звезда, на первый взгляд, является обычным белым светилом небольшой массы, однако ее необычный спектр, не похожий ни на что другое в Галактике, заставил астрономов обратить на нее пристальное внимание и наблюдать за ней на протяжении последних двух лет.

Подобные наблюдения раскрыли множество странностей в устройстве и поведении этой звезды. Полное отсутствие нейтрального водорода и гелия на ее поверхности, достаточно низкая температура и многие другие свойства LP 40-365 указали на то, что она является не "нормальным" светилом, а белым карликом с крайне необычными свойствами.

Все это заставило ученых проследить траекторию полета LP 40-365 и попытаться понять, что заставило ее "катапультироваться" и начать лететь со столь высокой скоростью. Для этого ученые вычислили массу белого карлика, оказавшуюся примерно в пять раз меньше солнечной, и определили расстояние до него – около 970 световых лет.

Используя эти данные, Веннес и его коллеги обнаружили, что траектория полета LP 40-365 проходит вдалеке от крупных шаровых скоплений звезд и центра Галактики, откуда эту звезду могли выбросить черные дыры или другие массивные объекты. Это, в свою очередь, означает, что данный белый карлик является "жертвой" взрыва сверхновой, причиной рождения которой он послужил сам.

Как полагают ученые, LP 40-365 примерно 50 миллионов лет назад был частью двойной системы, расположенной на другом краю Галактики, в нескольких тысячах световых лет от текущего положения этого светила. Белый карлик, обладавший тогда примерно в 1,5 раза большей массой, чем сегодня, постепенно "воровал" материю своего спутника и накапливал ее на своей поверхности.

Когда его масса достигла критической отметки, его верхние слои взорвались, а его горячее ядро, состоящее из неона, кислорода и других "тяжелых" элементов, было катапультировано в космос, в результате чего он начал двигаться с огромной скоростью.

Что произошло со второй звездой, Веннес и его коллеги пока не знают, однако существование LP 40-365 говорит о том, что рождение сверхновых первого типа не обязательно приводит к гибели белого карлика, как считалось ранее. Это должно заставить ученых пересмотреть ту роль, которую сверхновые первого типа играют в современной космологии.