Новаторские наблюдения за повторяющимся взрывом в космосе, повторяющейся новой LMCN 1968-12a, показали, что это самый горячий взрыв в своём роде из когда-либо зарегистрированных. LMCN 1968-12a, расположенная в Большом Магеллановом Облаке, ближайшей галактике-спутнице Млечного Пути, является первой повторяющейся новой звездой за пределами нашей галактики, которая была изучена в ближнем инфракрасном диапазоне.

Помимо экстремальных температур, эта новая звезда примечательна чрезвычайно мощным извержением с уникальными химическими свойствами, которые значительно отличаются от тех, что наблюдаются в нашей галактике.

авторы статьи в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Видеть мертвые звезды

Когда белый карлик, оставшееся ядро взорвавшейся звезды, находится на близкой орбите вокруг другой звезды, он может притягивать вещество этой звезды, что приводит к довольно драматичным астрономическим событиям. Одно из них называется "новая", что в переводе с латыни означает "новая". Это событие сопровождается яркой вспышкой в небе, как будто появилась новая звезда, и длится несколько недель или месяцев, прежде чем угаснуть. Когда пыль рассеивается, первоначальные звёзды остаются (в отличие от сверхновой, которая возникает при полном разрушении звезды).

В двойной системе, когда белый карлик поглощает газ своего более молодого компаньона, накопленный материал образует аккреционный диск вокруг белого карлика. Материя вращается в диске, и когда она достигает поверхности белого карлика и накапливается, давление и температура поднимаются настолько высоко, что начинается быстрое превращение водорода в более тяжёлые элементы. Это называется термоядерной неуправляемой реакцией. Данная реакция приводит к взрыву высокой энергии, в результате которого с поверхности белого карлика выбрасывается огромный кусок вещества, что приводит к вспышке сверхновой. Вспышка сверхновой называется "периодической", если белый карлик продолжает вытягивать вещество из своего компаньона, вызывая подобные кратковременные выбросы энергии с регулярными интервалами от нескольких месяцев до нескольких лет.

В нашей галактике было обнаружено не так много повторяющихся вспышек новых звёзд, и ещё меньше их было найдено за пределами Млечного Пути. Изучение новых звёзд помогает астрономам понять динамику двойных систем и влияние окружающих условий на эти вспышки. LMCN 1968-12a была первой повторяющейся новой звездой, обнаруженной за пределами нашей галактики. Система, открытая в 1968 году, состоит из белого карлика и красной субгигантской звезды. Она вспыхивает каждые четыре года, и с 1990 года её вспышки наблюдаются регулярно. Последнее извержение произошло в августе 2024 года. После первоначальных наблюдений телескоп "Магеллан Бааде" и телескоп "Джемини-Юг" — оба в Чили — провели последующие наблюдения LMCN 1968-12a в ближнем инфракрасном диапазоне через девять и 22 дня после вспышки соответственно. Наблюдения показали, что во время извержения различные элементы испускали свет.

Пропущенные строки

Спектры, полученные с помощью телескопа "Магеллан", выявили явный всплеск ионизированного кремния, который был в 95 раз ярче, чем свет, излучаемый Солнцем, в сумме по всем длинам волн. Аналогичное преобладание кремния наблюдалось в спектрах, полученных с помощью телескопа "Джемини", хотя яркость была ниже. Яркость кремния оказалась неожиданной, сказал соавтор исследования Том Гебалле, почётный астроном NOIRLab, а отсутствие пиков было ещё более удивительным.

Мы ожидали увидеть также следы высокоэнергетической серы, фосфора, кальция и алюминия.

авторы статьи в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Соавтор исследования Самнер Старрфилд, профессор астрофизики в Университете штата Аризона, добавил, что такое неожиданное отсутствие, в сочетании с присутствием и высокой интенсивностью сигнала кремния, указывает на необычайно высокую температуру газа, что подтвердило наше моделирование.

По оценкам команды исследователей, это одна из самых горячих новых звёзд, когда-либо зарегистрированных, с температурой выбрасываемого газа, достигающей 5,4 миллиона градусов по Фаренгейту (3 миллиона градусов по Цельсию). Очень сильное извержение, о котором свидетельствуют такие экстремальные температуры, указывает на связь с условиями, окружающими новую звезду. Большое Магелланово Облако имеет более низкую металличность, чем наша галактика, то есть содержит меньше элементов тяжелее водорода и гелия. Это приводит к большему накоплению вещества на поверхности белого карлика перед воспламенением, что приводит к более мощным взрывам новых звёзд. Напротив, в системах с высокой металличностью тяжёлые элементы изменяют процесс. Более того, выброшенный газ сталкивается с атмосферой звезды-компаньона, создавая ударную волну, которая повышает температуру.

Старрфилд предсказал, что материал с низкой металличностью будет вызывать более интенсивные вспышки новых звёзд, и наблюдения подтвердили это. Авторы исследования подчеркнули, что использование больших телескопов, таких как Gemini South, для изучения различных галактик поможет нам лучше понять эти процессы в различных химических средах.

Спорное излучение чёрных дыр, впервые описанное Стивеном Хокингом, возможно, изменило форму Вселенной.

Фото: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick, M. Zamani; Geballe/J. Pollard; Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 536, Issue 2, January 2025, Pages 1710–1717