Астрономы открыли новые источники рентгеновского излучения

Большинство людей знакомы с рентгеновскими лучами по медицинским учреждениям, где они помогают получать изображения костей или диагностировать такие состояния, как заболевания легких. В этих случаях рентгеновские лучи создаются с использованием искусственных источников.

При этом небесные объекты также могут испускать рентгеновское излучение. «Некоторые космические явления естественным образом производят рентгеновские лучи», — говорит Прземек Мроз, ведущий автор нового исследования.

«Например, рентгеновские лучи могут быть получены при падении горячего газа на компактные объекты, такие как белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры. Рентгеновские лучи также могут быть получены при замедлении заряженных частиц, таких как электроны».

Открытие необычных небесных объектов

Группа исследователей обнаружила 29 необычных объектов в Магеллановых Облаках, двух галактиках-спутниках около Млечного Пути. Эти объекты демонстрировали удивительное поведение: во время длительных вспышек, обычно длящихся несколько месяцев, их яркость увеличивалась в 10-20 раз.

В то время как некоторые из этих объектов демонстрировали повторяющиеся вспышки каждые несколько лет, другие вспыхивали только один раз за период наблюдения.

Астрономы обнаружили эти объекты, проанализировав более 20 лет данных, собранных в ходе исследования Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), проводимого учеными из Варшавского университета.

Характеристики и наблюдения OGLE-mNOVA-11

Один из обнаруженных объектов, названный OGLE-mNOVA-11, вспыхнул в ноябре 2023 года, что предоставило уникальную возможность для детального изучения.

«Мы наблюдали эту звезду с помощью Южноафриканского Большого Телескопа (SALT), одного из крупнейших телескопов в мире», — говорит Прземек Мроз. «Ее оптический спектр выявил следы ионизированных атомов гелия, углерода и азота, что указывает на чрезвычайно высокие температуры».

Звезда также наблюдалась обсерваторией Neil Gehrels Swift, которая обнаружила рентгеновское излучение, соответствующее температуре 600 000 градусов по Цельсию. Учитывая расстояние более 160 000 световых лет, OGLE-mNOVA-11 излучала светимость, превышающую светимость Солнца в 100 раз.

Природа и влияние миллиновых

Необычные свойства объекта очень напоминают другую систему, называемую ASASSN-16oh, обнаруженную в 2016 году в ходе автоматизированного обзора всего неба на предмет сверхновых.

«Мы считаем, что OGLE-mNOVA-11, ASASSN-16oh и другие 27 объектов образуют новый класс транзиентных рентгеновских источников», — говорит Прземек Мроз. «Мы назвали их миллиновыми, поскольку их пиковая яркость примерно в тысячу раз ниже, чем у классических новых».

Миллиновые считаются двойными звездными системами, состоящими из двух объектов, вращающихся вокруг друг друга с периодом в несколько дней. Белый карлик — плотный остаток некогда массивной звезды — вращается по близкой орбите вокруг субгиганта, который исчерпал водород в своем ядре и расширился. Близость между двумя звездами позволяет материалу перетекать из субгиганта в белый карлик.

Теоретические объяснения и астрофизические следствия

Источник рентгеновских лучей остается загадкой, но ученые предложили два возможных объяснения. Согласно одному сценарию, рентгеновские лучи могут возникать, когда материал субгиганта падает на поверхность белого карлика, высвобождая энергию.

Альтернативно, рентгеновские лучи могут быть результатом термоядерного разгона на поверхности белого карлика. По мере накопления материала на белом карлике водород воспламеняется, вызывая термоядерный взрыв, но недостаточно сильный, чтобы выбросить материал.

Если последняя гипотеза верна, то миллиновые могут играть решающую роль в астрофизике. По мере того, как масса белого карлика увеличивается, он может в конечном итоге достичь критического порога (около 1,4 солнечных масс), после чего может взорваться как сверхновая типа Ia.

Астрономы используют сверхновые типа Ia в качестве стандартных свечей для измерения космических расстояний. В частности, наблюдения за сверхновыми типа Ia привели к открытию ускоряющегося расширения Вселенной, за которое в 2011 году была присуждена Нобелевская премия по физике. Однако точные прародители сверхновых типа Ia остаются неизвестными.

Исследование было опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters, (Millinovae: A New Class of Transient Supersoft X-Ray Sources without a Classical Nova Eruption” by Przemek Mróz, Krzysztof Król, Hélène Szegedi, Philip Charles et al. DOI: 10.3847/2041-8213/ad969b)