Рентгеновское «зрение» позволит увидеть момент рождения мощных сверхновых звезд

Рентгеновские датчики в космосе смогут зарегистрировать появление сверхновых звезд

Команда астрономов из Лестерского университета обнаружила новые свидетельства, позволяющие предположить, что рентгеновские датчики в космосе могут быть первыми устройствами, которые зарегистрируют появление новых сверхновых звезд, то есть, другими словами, смогут увидеть смерть массивных звезд.

Астрономы измерили избыточную икс-лучевую радиацию в первые несколько минут разрушения массивных звезд, что может быть сигнатурой ударной волны сверхновой звезды, первой, которая вырывается из звезды.

Данные результаты стали неожиданностью для доктора Рааны Старлинг с кафедры физики и астрономии Лестерского университета, исследование которой опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society – издательстве Оксфордского университета.

Доктор Старлинг объясняет: «Самые массивные звезды могут быть в десятки и сотни раз больше Солнца. Когда один из этих гигантов исчерпывает весь запас водорода, звезда разрушается и происходит катастрофический взрыв – взрыв сверхновой звезды, в результате которого внешние слои звезды срываются и отправляются блуждать по космическому пространству.

Но это – не обычная сверхновая звезда; во взрыве узко ограниченные потоки материала исходят от полюсов звезды со скоростью, приближающейся к скорости света. Эти так называемые релятивистические потоки дают начало кратким вспышкам энергичной гамма-радиации, известной как взрывы гамма-лучей, которые можно зарегистрировать с помощью специальных инструментов, что, в свою очередь, приводит в готовность астрономов».

Гамма-лучевые взрывы, как известно астрономам, возникают, когда умирает звезда, потому что наземные оптические телескопы обнаруживают сверхновые звезды приблизительно через 10-20 дней после высокоэнергетической вспышки. Момент настоящего рождения сверхновой звезды, когда поверхность звезды реагирует на коллапс ядра, очень сложно уловить.

Только характеризующиеся самой большой мощью сверхновые звезды можно зарегистрировать сразу за взрывами гамма-лучей. В этом случае у ученых может появиться возможность идентифицировать сигнатуры эмиссии рентгеновской радиации сверхновой звезды в ранние моменты ее появления. Если сверхновая звезда могла бы быть обнаружена раньше, при помощи рентгеновской системы раннего оповещения, астрономы могли бы следить за развитием всего процесса рождения сверхновой звезды и точно определить факторы, инициирующие одно из самых мощных событий в нашей Вселенной.

Рентгеновские датчики, используемые для этого исследования, частично были разработаны в Великобритании в Лестерском университете и установлены на Рентгеновском телескопе (X-Ray Telescope) на борту спутника «Свифт» («Стриж»). Спутник назван в честь птицы, потому что, как и его тезка, «Свифт» способен стремительно повернуться в нужную сторону, чтобы поймать взрыв гамма-луча в процессе.

Полученные «Свифтом» данные от многих гамма-лучевых взрывов с видимыми сверхновыми звездами показывают избыток рентгена по сравнению с предсказанными учеными количествами. Этот избыток – тепловая эмиссия, также известная как радиация абсолютно черного тела.

Доктор Старлинг добавляет: «Мы были удивлены обнаружением теплового рентгена, исходящего от гамма-лучевого взрыва, и для нас еще более удивительно то, что все подтвержденные случаи связаны с надежной идентификацией сверхновой звезды с помощью оптических данных. Это явление можно заметить лишь в течение первой тысячи секунд события, и это – вызов для нас, отличить его от рентгеновской эмиссии, исходящей потоком от взрыва гамма-луча».

Все это удерживается на положительной идентификации «экстрарентгеновской» радиации, которая появляется с лицевой стороны сверхновой звезды, а не исходит от релятивистических потоков или от черной дыры».

Команда ученых из Великобритании, Ирландии, США и Дании планирует расширить свои поиски и сделать больше количественных сравнений с теоретическими моделями и звездного коллапса, и динамики быстрых реактивных потоков. Астрономы продолжат рассматривать сверхновые звезды, находящиеся в своем жизненном пике, когда им уже десятки дней, но все же преследуют цель засвидетельствовать момент, когда рождаются сверхновые звезды, с помощью рентгеновского «зрения».