Свежий ветер от древней Сверхновой

Астрономам впервые удалось объяснить природу остатка загадочной Сверхновой, вспышку которой наблюдали на Земле в 1181 году.

При столкновении двух звёзд-белых карликов образовалась яркая «гостевая звезда», появление которой зафиксировали в исторических документах в Японии, Китае и Корее. После того, как звезда спустя несколько месяцев погасла, структура взрыва и её положение на небе оставались загадкой до 2021 года, когда удалось определить область, где находится её остаток. Возможно, из-за падения выброшенного материала обратно на поверхность того, что осталось от Сверхновой, эта звезда начинает через 800 лет после взрыва разгораться снова.

На пике яркости новая звезда была сравнима с яркостью Сатурна. Она была видима невооружённым глазом 180 дней, пока постепенно не потускнела и не исчезла с небосвода. Остаток взрыва Сверхновой SN 1181 в виде соответствующей туманности сейчас очень старый и тусклый, соответственно локализовать его на небе было трудно.

Оригинальная «гостевая звезда» (в древнекитайской астрономической терминологии) носит название SN 1181, стандартное для классификации Сверхновых (SN) с добавлением года, когда её заметили на Земле. Она окружена остатком взрыва с обозначением SNR 1181 (SuperNova Remnant). Он сформировался при столкновении двух белых карликов — очень плотных космических объектов со звёздными массами, но размером с Землю. Результатом стал очень редкий класс Сверхновых, обозначаемый 1ax (очевидно, подтип Сверхновых класса Ia). Взрывом выдуло материал от обеих звёзд в виде сферических образований. В центре на месте столкновения образовался очень яркий, горячий и быстро вращающийся белый карлик с обозначением WD J00531. Его окружает инфракрасная туманность IRAS 00500+6713.

При слиянии двух звёзд класса белых карликов астрономы ожидают, что обе звезды взорвутся и, следовательно, исчезнут. Но в результате столкновения в нашем случае образовался новый белый карлик. Он быстро вращается и извергает потоки звёздного ветра со скоростью 15 000 км/с. Также он быстро теряет массу, отдавая таким образом большое количество материала.

Взрывы килоновых обычно происходят, когда сталкиваются две нейтронных звезды или нейтронная звезда и чёрная дыра. Если это произошло в результате столкновения двух белых карликов — во-первых, такая ситуация несколько необычна для астрономов, а во-вторых, это позволяет получить дополнительную информацию о предшественниках нестандартной «китайской» Сверхновой. Опираясь на теоретические представления об этих процессах, можно заключить, что речь идёт о белых карликах (или одном из двух), которые находились вблизи так называемой границы Чандрасекара. Это такое предельное значение массы звезды, выше которого давление в ядре звезды, вызванное вырождением электронных уровней, недостаточно для уравновешивания собственной силы тяжести звезды. Если встречаются два таких объекта, их взаимодействие вызывает к жизни ещё более странного «монстра».

SN 1181 находится на расстоянии около 10 тысяч световых лет. Но взрывы килоновых могут быть достаточно катастрофическими. Если бы это событие произошло на расстоянии порядка десяти световых лет, то такой взрыв вызвал бы ощутимое облучение планеты гамма-излучением и другими видами космического излучения.

Остаток взорвавшейся килоновой выглядит довольно странно. Он состоит из двух областей ударной волны в дополнение к областям сверхбыстрого звёздного ветра. Внешняя область ярко светится в рентгеновском спектре. Это — переходная область между облаками материала, выброшенного в результате столкновения звёзд и веществом в межзвёздном пространстве. Внутренняя область — это недавнее образование. Она, по-видимому, начала «выдуваться» около 1990 года (в том смысле, конечно, что в этом году свет от события достиг Земли), и в ней содержится много пыли.

Астрофизики считают, что белый карлик, возникший на месте взрыва, начинает разгораться снова. Возможно, это связано с падением материала, выброшенного во время взрыва 1181 года, обратно на его поверхность. При этом растёт плотность и температура поверхности, что может привести к повторному возникновению термоядерной реакции. Это заключение сделали по результатам компьютерного моделирования на основании рентгеновских данных космических телескопов «Чандра» и XMM-Newton и инфракрасной обсерватории IRAS. Дальнейшие наблюдения за остатком Сверхновой планируются при помощи радиотелескопа Very Large Array и обсерватории Subaru на Гавайях.