Астрономи показали перше в історії фото вибуху зорі, зафіксоване в режимі реального часу

Це перший випадок, коли науковці змогли побачити ранні стадії цих потужних подій у деталях. Раніше вони були недоступними для спостережень, пише Futurism.

Що показали знімки зоряних вибухів?

Нова – це космічна подія, під час якої надзвичайно щільний залишок зорі, схожої на наше Сонце, який називається білим карликом, висмоктує матеріал із зорі-супутника, що обертається занадто близько. Коли вкрадена речовина, переважно водень, накопичується на поверхні білого карлика й досягає критичної маси, відбувається термоядерний вибух, який білий карлик зрештою переживає. Такі космічні бомби за лічені миті вивільняють стільки енергії, скільки наше Сонце випромінює приблизно за 100 000 років.

Еліас Айді, провідний автор нового дослідження, опублікованого в журналі Nature Astronomy і професор фізики та астрономії Техаського технологічного університету, пояснив, що ці спостереження дозволяють підглядати за зоряним вибухом у режимі реального часу – щось надзвичайно складне, що довго вважалося неймовірно важким завданням. Замість простого спалаху світла науковці тепер розкривають справжню складність того, як розгортаються ці вибухи.

Зображення були отримані переважно за допомогою методу, який називається інтерферометрією. Цей метод передбачає об'єднання кількох джерел світла для створення інтерференційної картини, яку можуть аналізувати астрономи. Це стало можливим завдяки збору даних за допомогою телескопічних масивів, таких як CHARA, який складається з десятків антен, розташованих на великій площі. Коли всі вони спрямовані на одну точку неба, вони діють як один величезний телескоп. Дані CHARA були доповнені знімками інших телескопів, зокрема космічного телескопа Fermi від NASA, який спостерігає за високоенергетичним випромінюванням, відомим як гамма-промені, та обсерваторії Gemini на Гаваях.

Кола позначають куполи шести телескопів CHARA Array в обсерваторії Маунт-Вілсон / Фото Університету штату Джорджія

Дослідження показало, що нові значно складніші, ніж вважалося раніше, і їх не можна звести до одного руйнівного вибуху. Одна зі знятих нових, V1674 Herculis, виявилася однією з найшвидших нових у записах – вона досягла пікової яскравості, а потім згасла всього за кілька днів.

Знімки показали два різні потоки газу, що свідчить про те, що вибух передбачав кілька потужних викидів матеріалу, які взаємодіяли один з одним.

Нова Herculis 2021 (V1674 Her) / Зображення Університету штату Джорджія

Найбільш вражаючим виявилося те, що ці викиди випромінювали гамма-промені, зафіксовані телескопом Fermi від NASA. Це доводить, що ці вибухи здатні виробляти одне з найенергетичніших випромінювань у космосі, яке зазвичай пов'язане з утворенням чорних дір під час наднових.

Нова Herculis 2021 (V1674 Her) у художній інтерпретації, заснованій на реальних фотографіях / Зображення Університету штату Джорджія

Інша сфотографована нова, V1405 Cassiopeiae, розгорталася у вражаючій сповільненій зйомці – їй знадобилося понад п'ятдесят днів, перш ніж остаточно викинути весь вибуховий матеріал, пишуть учені на сайті Університету штату Джорджія. Протягом майже двох місяців білий карлик оточував себе сферою відібраного газу, яка врешті поглинула обидві зірки, сформувавши надзвичайно рідкісну структуру під назвою "спільна оболонка".

Вражаюче, що коли ця оболонка нарешті розсіялася, викид спричинив власний спалах гамма-променів, який також зміг спостерігати телескоп Fermi від NASA.

Раннє зображення нової V1405 Cas показує затримку викиду більш ніж на 50 днів після початку спалаху / Фото Університету штату Джорджія

Те, що обидві події виробили гамма-промені, показує, що нові є лабораторіями для екстремальної фізики, зазначила співавторка дослідження Лора Хом'юк, професорка фізики та астрономії Університету штату Мічиган. Це може допомогти пов'язати ядерні реакції на поверхні зірки з геометрією викинутого матеріалу та високоенергетичним випромінюванням, яке виявляють з космосу.