Светящаяся ударная волна от мертвой звезды не поддается объяснению

Фото из открытых источников

Снимок от Европейской южной обсерватории показывает то, чего не должно существовать.  Светящаяся кривая газа зависла в космосе вокруг потухшей звезды, словно волна, застигнутая врасплох. Ожидалось, что обстановка будет спокойной, но астрономы зафиксировали мощный ударный фронт, заставший их врасплох. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Эта структура окружает белый карлик, известный как RXJ0528+2838, остаток звезды, который по космическим меркам должен быть довольно спокойным.  Белые карлики — это плотные ядра, остающиеся после того, как небольшие звезды исчерпают своё топливо. Обычно они исчезают из поля зрения, но не эта звезда. 

Что делает это изображение таким загадочным, так это то, что белый карлик не должен быть способен на нечто подобное. Тем не менее, светящаяся ударная волна давит на окружающий газ, обнажая мощный выброс вещества без видимой причины.

«Наши наблюдения выявили мощный отток вещества, которого, согласно нашим нынешним представлениям, там быть не должно», — сказал Кристиан Илкевич из Астрономического центра имени Николая Коперника.

RXJ0528+2838 находится на расстоянии около 730 световых лет от Земли и вращается вокруг центра Млечного пути, подобно Солнцу. Во время движения он проходит через тонкие газовые облака между звёздами. 

Когда мощные звёздные ветры сталкиваются с этим газом, они могут нагромоздить его в ударную волну — изогнутый фронт, похожий на тот, что образуется перед движущимся кораблём.

Ударная волна вокруг RXJ0528+2838 большая, четко выраженная и долгоживущая. Ее форма и протяженность позволяют предположить, что звезда выталкивала вещество наружу как минимум 1000 лет. Уже одно это удивительно. Остается неясным, как подобная система вообще может поддерживать такой отток.

Исследователи обнаружили, насколько странной на самом деле является эта система. Их наблюдения показали, что RXJ0528+2838 — это белый карлик, находящийся в двойной орбите с компаньоном, похожим на Солнце.  Во многих таких парах газ перетекает от компаньона в вращающийся диск вокруг белого карлика, и часть этого вещества выбрасывается наружу. Здесь же диска нет.

«Мы обнаружили нечто невиданное ранее и, что более важно, совершенно неожиданное», — сказала Симона Скаринги из Даремского университета.

Первые признаки опасности появились на снимках, полученных с помощью телескопа Исаака Ньютона в Испании, где на заднем плане выделялось слабое облако странной формы.  В ходе последующих наблюдений эксперты использовали прибор MUSE на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории для детального картирования структуры.

«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», — отметил Илкивич.

Полученные данные исключают случайное совпадение. Ударная волна принадлежит звезде, что порождает более сложные вопросы.

Оказалось, что RXJ0528+2838 обладает сильным магнитным полем. Вместо того чтобы питать диск, это поле, по-видимому, захватывает поступающее вещество от звезды-компаньона и направляет его прямо на поверхность белого карлика.  Этот процесс обходит стороной обычную схему, на которую полагаются астрономы для объяснения звездных выбросов.

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

Магнитное поле дает частичное объяснение. Оно может действовать как скрытый двигатель, преобразуя падающее вещество в струи выбрасываемого газа. 

Однако есть один нюанс. Измерения показывают, что магнитное поле достаточно сильное, чтобы поддерживать такой отток лишь в течение нескольких сотен лет, а не тысячелетнего периода, на который указывает ударная волна. Это несоответствие создает для исследователей неприятный разрыв между наблюдением и теорией. 

«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», — пояснил Илкивич.

Задача выходит за рамки изучения отдельной звезды. Белые карлики играют ключевую роль в звездной эволюции, взаимодействии двойных систем и переработке вещества в галактиках.  Если бесдисковые системы способны обеспечивать длительный отток энергии, то в существующих моделях может отсутствовать важный элемент. Для разгадки этой тайны потребуется найти больше систем, подобных RXJ0528+2838, и изучить их более детально. 

Ожидается, что строящийся Сверхбольшой телескоп сыграет центральную роль, позволив астрономам обнаруживать более слабые ударные волны и с большей точностью определять их структуру.

По словам профессора Скаринги, эта система намекает на существование «загадочного механизма», который пока остается скрытым.  Изображение запечатлело момент напряжения между тем, что происходит во Вселенной, и тем, что, по мнению астрономов, она могла бы делать. Именно с этого напряжения обычно начинается прогресс.