Астронет: Н.Т. Ашимбаева/ГАИШ Впервые обнаружено гамма-излучение от Новой звезды. http://variable-stars.ru/db/msg/1246749

Впервые обнаружено гамма-излучение от Новой звезды.
25.08.2010 12:20 | Н.Т. Ашимбаева/ГАИШ, Москва

С помощью космического гамма-телескопа НАСА "Ферми" было впервые обнаружено гамма-излучение от Новой звезды V407 Cyg. Это явилось полной неожиданностью, как для наблюдателей, так и теоретиков, потому что это открытие полностью опровергает прежние представления о том, что мощности взрывов новых звезд не хватает для генерации излучения таких высоких энергий.

Что такое Новая звезда? Новые звезды - это звезды, которые до этого были слабыми или совсем не наблюдались, а потом внезапно ярко вспыхивают, светимость их увеличивается в тысячи и миллионы раз. Такие вспышки происходит в двойных звездных системах, когда происходят термоядерные взрывы на поверхности белого карлика, который подпитывается аккрецирующей массой от звезды-компаньона в двойной системе.

История этого открытия началась в Японии в предрассветные часы 11 марта 2010 года, когда два семидесятилетних астронома-любителя Коити Нишияма (Koichi Nishiyama) и Фудзио Кабашима (Fujio Kabashima) зафиксировали драматические изменения в яркости звезды в созвездии Лебедя. Они поняли, что звезда, известная как V407 Cyg, стала в 10 раз ярче, чем была за три дня до этого.

Рисунок 1. Японские астрономы-любители обнаружили Новую Лебедя 2010 в изображении, полученном в 19:08 UT 10 марта 2010 года. Вспыхнувшая звезда (в кружке) в 10 раз ярче, чем на изображении, полученном несколько дней раньше. Новая достигла пика яркости в 6,9 звездной величины, чуть ниже порога видимости невооруженным глазом. (Фото: K. Nishiyama and F. Kabashima/H. Maehara, Kyoto Univ.).

Телескоп "Ферми" подключился к наблюдениям для установления источника излучения в течение последующих дней. В работе, опубликованной в журнале Science, приводятся данные обнаружения переменного гамма-излучения (с энергией от 0,1 до 10 миллиардов электрон-вольт) от Новой звезды в системе V407 Лебедя. Телескоп "Ферми" наблюдал новую звезду в течение 15 дней. Взрыв новой обладает очень большой мощностью, в 1000 раз больше энергии, излучаемой Солнцем в год. Если сравнивать с другими космическими событиями, которые наблюдались телескопом Ферми, то этот взрыв достаточно скромное событие. Удивительно, что излучение этой звезды, обнаруженное Ферми, оказалось столь мощным.

Область, где расположена это звезда, находится близко к галактической плоскости, что очень осложняет отождествление ее как гамма-источника. Это происходит потому, что в галактической плоскости много разнообразных объектов, испускающих гамма-излучение: пульсары, остатки сверхновых, ряд других объектов, как в нашей собственной Галактике, так и вне - это активные галактики разной природы. Если бы эта новая лежала над плоскостью Галактики, отождествление было бы существенно легче.

V407 Cyg находится на расстоянии в 9000 световых лет от Земли. Эта система симбиотическая двойная, состоящая из компактного белого карлика и красного гиганта, превышающего размеры Солнца примерно в 500 раз.

Красный гигант раздут настолько, что его внешняя атмосфера просто протекает в пространство, уносимая мощным звездным ветром. Каждое десятилетие красный гигант выбрасывает в окружающую среду водород по массе, равный по массе Земле. Газовая оболочка полностью заполняет полость Роша и через точку Лагранжа начинает перетекать на белый карлик.

Белый карлик перехватывает и захватывает часть этого газа, который накапливается на его поверхности. По мере того как газ накапливается в течение десятилетий и столетий, плотность и температура его становится настолько высоки, чтобы стало возможно превращение его в гелий. Этот процесс, в свою очередь, вызывает взрыв накопленного газа. При этом сам белый карлик сам остается без изменений.

Рисунок 2. Телескоп Ферми LAT не увидел никаких признаков новой звезды за 19 дней до 10 марта (слева), которая явственно появилась на снимке справа. На изображениях представлены значения потоков гамма-лучей с энергией выше 100 миллионов электрон-вольт (100 МэВ); более яркие цвета указывают на более высокие значения. (Фото: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration).

В результате взрыва образуется горячая, плотная расширяющаяся оболочка, называемая фронтом ударной волны, состоящая из высокоскоростных частиц ионизированного газа и магнитного поля. Скорость расширения ударной волны этой новой звезды составляет около 7 миллионов км в час, или около 1% скорости света.

Магнитные поля захватывают частицы своими силовыми линиями и разгоняют их до огромных энергий. Прежде чем покинуть окрестности звезды, частицы достигают скоростей, близких к скорости света. Ученые предполагают, что гамма-лучи, скорее всего, образуются при протон-протонном взаимодействии, когда эти ускоренные частицы сталкиваются со звездным ветром красного гиганта. Кроме того, нельзя исключать механизм обратного комптоновского рассеяния излучения красного гиганта.

До сих было известно, что только в остатках от гораздо более мощных взрывов сверхновых звезд частицы могут улавливаться и ускоряться подобным образом, но до сих пор никто не подозревал, что магнитные поля в новых звездах могут быть такими сильными.

Остатки Сверхновых существуют на протяжении 100 000 лет и оказывают влияние на окружающее пространство на протяжении в тысячи световых лет в поперечнике. И если изменения формы остатков сверхновых происходят за тысячи лет, то при наблюдении новых звезд можно увидеть такие же изменения всего за несколько дней.