В данных с телескопа Кеплер обнаружен супер-всплеск яркости звезды в 1600 раз менее чем за сутки

Опубликована новая информация о недавно открытой карликовой системе Nova, в которой белый карлик-звезда вытягивает материал из своего спутника, коричневого карлика. Материал накапливается в аккреционном диске до достижения критической точки, в результате чего он внезапно увеличивается в яркости. Используя архивные данные Kepler, команда наблюдала ранее невидимую и необъяснимую постепенную интенсификацию, за которой последовал супер-всплеск, в котором система осветилась в 1600 раз менее чем за сутки.

Карликовая система Nova состоит из белой карликовой звезды с коричневым карликовым спутником. Белый карлик снимает материал с коричневого карлика, высасывая его сущность, как вампир. Очищенный материал образует аккреционный диск вокруг белого карлика, который является источником сверхизлучения. 

Космический аппарат НАСА Kepler был разработан, чтобы найти экзопланеты, занимаясь поиском звезд, которые тускнеют, когда планета находится между звездой и наблюдателем. К счастью, тот же эффект делает его идеальным для обнаружения других астрономических переходных процессов – объектов, которые со временем светлеют или тускнеют. Новый поиск архивных данных Kepler обнаружил необычный супер-всплеск от ранее неизвестного карлика Nova. Система стала ярче в 1600 раз меньше, чем за день до того, как медленно исчезла.

Рассматриваемая звездная система состоит из белого карлика и его спутника-коричневого карлика, масса которого примерно в десять раз меньше массы белого карлика. Белый карлик - это оставшееся ядро стареющей солнцеподобной звезды, содержащее примерно такое же количество материала, как Солнце, в глобусе размером с Землю. Коричневый карлик - это объект с массой от 10 до 80 Юпитеров, который слишком мал, чтобы подвергнуться ядерному синтезу.

Коричневый карлик обращается вокруг звезды белого карлика каждые 83 минуты на расстоянии всего лишь 400 000 км – примерно такое же расстояние от Земли до Луны. Они настолько близки, что сильный гравитационный удар белого карлика отрывает материал от коричневого карлика, высасывая его сущность, как вампир. Ободранный материал образует диск, поскольку он спирально движется к белому карлику (известному как аккреционный диск).

Это была чистая случайность, что Кеплер смотрел в правильном направлении, когда эта система подверглась супер-всплеску, осветившись более чем в 1000 раз. Фактически, Кеплер был единственным инструментом, который мог бы засвидетельствовать это, так как система была слишком близка к Солнцу с точки зрения Земли в то время. Быстрая каденция наблюдений Кеплера, берущая данные каждые 30 минут, была решающей для улавливания каждой детали вспышки.

Это событие оставалось скрытым в архиве Кеплера до тех пор, пока его не идентифицировала команда во главе с Райаном Ридденом-Харпером из Института космических телескопов (STScI), Балтимор, штат Мэриленд , и Австралийского национального университета, Канберра, Австралия. 

Кеплер запечатлел все происходящее, наблюдая медленный рост яркости, за которым последовала быстрая интенсификация. В то время как внезапное просветление предсказывается теориями, причина медленного начала остается загадкой. Стандартные теории аккреционной дисковой физики не предсказывают этого явления, которое впоследствии наблюдалось в двух других сверхизлучениях карликовой сверхновой.

“Эти карликовые системы Nova изучались в течение десятилетий, поэтому обнаружить что-то новое довольно сложно. Мы видим аккреционные диски повсюду-от вновь формирующихся звезд до сверхмассивных черных дыр – поэтому важно понять их”, - объясняет Ридден-Харпер.

Теории предполагают, что супер-всплеск запускается, когда аккреционный диск достигает переломной точки. По мере накопления материала он растет в размерах, пока внешний край не испытывает гравитационного резонанса с орбитальным коричневым карликом. Это может вызвать термическую нестабильность, что приведет к перегреву диска. Действительно, наблюдения показывают, что температура диска повышается примерно с 5000-10000° F (2,700–5,300° C) в его нормальном состоянии до максимума 17000-21000° F (9,700–11,700° C) на пике сверхизлучения.

"Обнаружение этого объекта вызывает надежду на обнаружение еще более редких событий, скрытых в данных Kepler", - сказал соавтор исследования Армин Рест из STScI.

Группа планирует продолжить добычу данных Kepler, а также данных другого охотника за экзопланетами - миссии Transiting Exoplanet Survey Satellite ( TESS) - в поисках других переходных процессов.

"Непрерывные наблюдения Kepler/K2, а теперь и TESS, этих динамических звездных систем позволяют нам изучать самые ранние часы вспышки, временную область, до которой почти невозможно добраться из наземных обсерваторий”, - сказал в заключение Питер Гарнавич из Университета Нотр-Дам в Индиане.