Обнаружена многократно взрывающаяся звезда, создающая естественный коллайдер
Объект представляет собой особый вид двойной звездной системы. Его называют RS Ophiuchi (RS Змееносца), он находится на расстоянии 4566 световых лет от нас и относится к типу рекуррентных новых звезд. Таких в галактике Млечный Путь наберется всего лишь с десяток. Примерно каждые 15 лет эта звездная система производит взрыв.
Причиной этих извержений является звездный вампиризм. Двойная система состоит из белого карлика и красного гиганта. Когда они вращаются, материал (в основном водород) выкачивается из красного гиганта меньшим и более плотным белым карликом. Этот водород скапливается на поверхности белого карлика, где нагревается. Периодически масса звезды становится настолько большой, что давление и температура на дне слоя вызывают термоядерный взрыв, яростно выбрасывающий лишнее вещество в космос.
Самый последний взрыв, наблюдавшийся в августе прошлого года, был настолько мощным, что RS Ophiuchi временно стал достаточно ярким, чтобы его можно было видеть невооруженным глазом.
Научная статья об исследовании явления опубликована в Science, кратко о ней пишет Science Alert.
«Звезды, образующие систему, находятся примерно на таком же расстоянии друг от друга, как Земля и Солнце. Когда в августе 2021 года взорвалась эта новая, телескопы HESS позволили нам впервые наблюдать галактический взрыв в гамма-излучении очень высокой энергии», — комментирует астрофизик Элисон Митчелл из Университета Фридриха-Александра в Германии, главный исследователь программы.
Массив HESS состоит из пяти телескопов в Намибии и недавно был модернизирован.
Анализ извержения двойной системы RS Ophiuchi показал, что распространяющаяся в космос ударная волна действует как естественный коллайдер — ускоритель частиц, генерирующий гамма-излучение. При этом достигается теоретический предел ускорения.
Гамма-лучи имеют наименьшую длину волны и наибольшую энергию среди всех волн электромагнитного спектра. Они производятся самыми горячими и самыми энергичными объектами во Вселенной, такими как нейтронные звезды и пульсары, взрывы сверхновых и области вокруг черных дыр. Необычность RS Ophiuchi в том, что, хотя взрыв был сильным, он далеко не настолько мощный, как все другие явления, которые образуют гамма-излучение. Это говорит о том, что условия, которые могут его генерировать, не обязательно должны быть такими экстремальными, как считалось ранее.
Наблюдая за развитием новой звезды в режиме реального времени, команда ученых реконструировала феномен, вызвавший появление гамма-лучей. Согласно их анализу, ударная волна от белого карлика сталкивается с ветром красного гиганта, ускоряя протоны до очень высоких энергий, которые могут сталкиваться друг с другом, производя фотоны гамма-излучения.
«Наблюдение за тем, что теоретический предел ускорения частиц действительно может быть достигнут в естественных космических ударных волнах, имеет огромное значение для астрофизики. Это предполагает, что процесс ускорения может быть таким же эффективным в их гораздо более экстремальных родственниках, сверхновых», — объяснил астрофизик Руслан Конно, сотрудник Немецкого электронного синхротрона в Германии и коллаборации HESS.
Хотя это далеко не самые энергетичные гамма-лучи из когда-либо обнаруженных, особенным здесь является то, что выявлен механизм, который производит их в новой звезде.
«Это первый раз, когда мы можем проводить подобные наблюдения, и это позволит нам в будущем получить еще более точное представление о том, как работают космические взрывы. Мы можем, например, обнаружить, что новые звезды вносят свой вклад в вездесущее море космических лучей и, следовательно, оказывают значительное влияние на динамику своего непосредственного окружения», — говорит астрофизик-теоретик Дмитрий Хангулян из Университета Риккё в Токио, Япония.
