Ученые обнаружили ранее невиданную ударную волну вокруг мертвой звезды

Газ и пыль, вырывающиеся из звёзд, при определённых условиях могут сталкиваться с окружающей средой звезды и создавать ударную волну. Теперь астрономы, использующие Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории (ESO VLT), получили изображение красивой ударной волны вокруг мёртвой звезды — открытие, которое их озадачило. Согласно всем известным механизмам, у небольшой мёртвой звезды RXJ0528+2838 не должно быть такой структуры вокруг неё. Это открытие, столь же загадочное, сколь и потрясающее, бросает вызов нашему пониманию того, как мёртвые звёзды взаимодействуют со своим окружением. Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.

«Мы обнаружили нечто совершенно невиданное ранее и, что еще важнее, совершенно неожиданное», — говорит соавтор исследования Симона Скаринги из Даремского университета (Великобритания).

«Наши наблюдения выявили мощный отток вещества, которого, согласно нашим нынешним представлениям, там быть не должно», — говорит соруководитель исследования Кристиан Илкевич из Астрономического центра им. Николая Коперника в Варшаве, Польша. «Отток» — это термин, используемый астрономами для описания вещества, выбрасываемого небесными объектами.

Звезда RXJ0528+2838 находится на расстоянии 730 световых лет и, подобно Солнцу и другим звездам, вращается вокруг центра нашей галактики. В процессе движения она взаимодействует с газом, пронизывающим пространство между звездами, создавая ударную волну, называемую носовой ударной волной, «изогнутую дугу вещества, подобную волне, которая образуется перед кораблем», — объясняет соавтор исследования Ноэль Кастро Сегура из Уорикского университета в Великобритании.

Эти ударные волны обычно образуются в результате выброса вещества из центральной звезды, но в случае RXJ0528+2838 ни один из известных механизмов не может полностью объяснить наблюдаемые явления.

RXJ0528+2838 — это белый карлик, оставшееся ядро умирающей маломассивной звезды, вокруг которого вращается похожий на Солнце компаньон. В таких двойных системах вещество от звезды-компаньона переносится на белый карлик, часто образуя вокруг него диск.

Хотя диск питает мертвую звезду, часть материала также выбрасывается в космос, создавая мощные выбросы. Но RXJ0528+2838 не демонстрирует никаких признаков диска, что делает происхождение выброса и образовавшейся туманности вокруг звезды загадкой.

«Удивление от того, что, казалось бы, тихая, бесдисковая система смогла создать такую впечатляющую туманность, стало одним из тех редких моментов, когда хочется воскликнуть „вау!“», — говорит Скаринги.

Команда впервые обнаружила странную туманность вокруг RXJ0528+2838 на изображениях, полученных с помощью телескопа Исаака Ньютона в Испании. Заметив её необычную форму, они более подробно изучили её с помощью инструмента MUSE на телескопе VLT Европейской южной обсерватории.

«Наблюдения с помощью прибора ESO MUSE позволили нам детально составить карту ударной волны и проанализировать ее состав. Это было крайне важно для подтверждения того, что структура действительно происходит из двойной системы, а не из какой-либо посторонней туманности или межзвездного облака», — объясняет Илкевич.

Форма и размер ударной волны указывают на то, что белый карлик выбрасывает мощный поток вещества как минимум 1000 лет. Ученые точно не знают, как мертвая звезда без диска может питать такой длительный поток, но у них есть предположение.

Известно, что этот белый карлик обладает сильным магнитным полем, что подтверждено данными MUSE. Это поле направляет вещество, захваченное у звезды-компаньона, непосредственно на белый карлик, не образуя вокруг него диска.

«Наше открытие показывает, что даже без диска эти системы способны генерировать мощные выбросы вещества, раскрывая механизм, который мы пока не понимаем. Это открытие ставит под сомнение стандартную картину движения и взаимодействия материи в этих экстремальных двойных системах», — объясняет Илкевич.

Результаты указывают на скрытый источник энергии, вероятно, сильное магнитное поле, но этот «загадочный двигатель», как выразился Скаринги, еще нуждается в исследовании. Данные показывают, что нынешнее магнитное поле достаточно сильное лишь для того, чтобы питать ударную волну, длящуюся несколько сотен лет, поэтому оно лишь частично объясняет то, что наблюдают астрономы.

Для лучшего понимания природы таких бездисковых выбросов необходимо изучить гораздо больше двойных систем. Предстоящий запуск Чрезвычайно большого телескопа (ELT) Европейской южной обсерватории (ESO) поможет астрономам «составить карту большего количества таких систем, а также более слабых, и детально обнаружить похожие системы, что в конечном итоге поможет понять таинственный источник энергии, который остается необъясненным», как предвидит Скаринги.