Пыльная работенка

2008-07-28 21:30:00

Международная группа астрономов с помощью Интерферометра Очень Большого Телескопа (Very Large Telescope Interferometer - VLTI) с рекордной разрешающей способностью Южной европейской обсерватории (ESO), расположенной на горе Паранал в Чили, впервые сумела запечатлеть процесс возникновения пылевой оболочки у только что вспыхнувшей новой звезды и проследить за ее дальнейшей эволюцией на протяжении более чем сотни дней (публикация "VLTI monitoring of the dust formation event of the Nova V1280 Sco" в журнале Astronomy and Astrophysics, 24 июля 2008 г., препринт на arXiv.org).

Данное исследование предоставило также принципиально новый способ оценки расстояния до таких объектов и к тому же позволило получить важную информацию, касающуюся основных особенностей поведения "звездных вампиров" - небольших сверхплотных звезд - белых карликов, которые "похищают" звездный материал своих компаньонов (например, красных карликов), вследствие чего теряют устойчивость и в конце концов взрываются.

Этот тип сверхновых по традиции называют новыми звездами (по-латыни 'nova stella'); дело в том, что в древности подобное событие воспринималось как рождение новой звезды, хотя теперь описывается как последняя агония квазизвездного объекта (смерть, а вовсе не рождение). "Новые" вспыхивают в двойных звездных системах, содержащих белого карлика - остаток небольшой звезды наподобие нашего Солнца, сжегший запасы своего ядерного топлива - и маломассивной нормальной звезды - красного карлика (в силу своей маломассивности такие звезды гораздо более долговечны и способны пережить своего более крупного собрата - желтого карлика).

Двойная звездная система будущей "новы" должна быть столь тесной, что внешняя оболочка "более рыхлого" красного карлика испытывает большее гравитационное воздействие со стороны компактного белого карлика, а не собственного ядра (т.е. попадает в так называемую "полость Роша"), красный карлик начинает терять массу, его вещество выпадает на поверхность "мертвого" компаньона (этот процесс называется аккреция), создавая там "взрывоопасную обстановку" (характерное пороговое значение носит название предела Чандрасекара - по имени американского физика индийского происхождения, который в 1931 году первым проделал подобные вычисления).

Появление Nova Scorpii 2007a (или же V1280 Scorpii, V1280 Sco) было зарегистрировано японскими астрономами-любителями Юджи Накамура (Yuji Nakamura) и Юкио Сакураи (Yukio Sakurai) 4 февраля 2007 г. - как ясно из обозначения, в созвездии Скорпиона. На протяжении нескольких дней объект становился все более и более ярким, достигнув максимума своей яркости 17 февраля, став таким образом одной из самых ярких "новых звезд" за последние 35 лет.

В тот период его можно было легко видеть невооруженным глазом. Спустя 11 дней после того, как новая достигла пика своего блеска, астрономы засвидетельствовали формирование ее пылевой оболочки. Присутствие большого количества пыли отмечалось на протяжение свыше 200 дней, когда источник потускнел в оптическом диапазоне в 10 тысяч раз (а общее время наблюдения с помощью VLTI превысило 5 месяцев). Только к октябрю-ноябрю 2007 года астрономы смогли наконец разглядеть детали самого взрыва.

Первоначально для наблюдений использовался инструмент AMBER (Astronomical Multiple BEam combineR - Астрономический многолучевой объединитель, работающий в инфракрасном диапазоне, примыкающем к оптической части спектра, near-infrared), однако по мере того, как "нова" продолжала "пылить", пришлось переключаться на использование прибора MIDI (отвечающего за среднюю часть инфракрасного диапазона, mid-IR), который гораздо чувствительнее к радиации, порождаемой разогретой пылью.

А после того, как излучение новой вновь ослабло, к эстафете астрономических наблюдений помимо больших телескопов - 8,2-метровых Unit Telescopes - подключились и вспомогательные - 1,8-метровые Auxiliary Telescopes. Посредством интерферометрии (сведения сетовых пучков) разрешение, сообща получаемое разнесенными в пространстве телескопами, оказалось сопоставимым с тем, что дало бы использование гигантского телескопа размером от 35 до 71 метра.

Первые данные, полученные спустя 23 дня после открытия сверхновой, показали, что световой источник чрезвычайно компактен, его размеры не превышали одной тысячной угловой секунды (1 угловой миллисекунды), что эквивалентно размерам песчинки, видимой с дистанции в сотню километров, или расстоянию между фарами автомобиля на Луне, наблюдаемого с Земли.

Однако спустя еще несколько дней раздувшийся пылевой кокон измерялся уже 13 угловыми миллисекундами. "Скорее всего, последнее значение отражает настоящий диаметр расширившейся к тому времени пылевой оболочки, тогда как первоначальный ее размер можно счесть лишь верхним пределом для диаметра нарождавшегося источника", - пояснил ведущий автор исследования Оливье Шено (Olivier Chesneau) из французской Обсерватории Лазурного берега (Observatoire de la Côte d'Azur).

Отмечено, что за последующие месяцы пылевая оболочка безостановочно расширялась со скоростью 500 +/- 100 километров в секунду, причем нарушений сферической симметрии при этом не возникало.

"Впервые удалось пространственно разрешить изображение пылевой оболочки вспыхивающей новой, при этом ее эволюция прослежена с самого начала формирования и до того момента, когда она становится слишком разреженной и уже ненаблюдаемой", - отмечает индийский соавтор статьи Дипанкар Банерджи (Dipankar Banerjee) из Физической научно-исследовательской лаборатории (Physical Research Laboratory - PRL) в Ахмедабаде.

Изучение отдельных стадий расширения оболочки и измеренные значения скорости ее расширения позволили вычислить расстояние до объекта - в данном случае это 1,6 +/- 0,4 килопарсека (почти 5,5 тысячи световых лет). "Это новый и весьма многообещающий метод получения расстояний до близких новых", - говорит еще один соавтор (от ESO), германский ученый Маркус Витковский (Markus Wittkowski).

Качество данных, полученных с помощью VLTI, позволило также оценить ежедневную порцию выдачи пыли и вычислить полную ее массу, исторгнутую V1280 Sco - это свыше 33 земных масс (притом, что радиус самого белого карлика не превосходил радиуса Земли, а пыль составила менее процента от всего этого материала).

Грани.Ру