Странная двойная система
В декабре 2010 года пара звезд в созвездии Южного креста прошли очень близко друг от друга, расстояние между ними в какой-то момент было меньше, чем расстояние от Венеры до Солнца. Система этих двух звезд пока уникальна, она состоит из горячей массивной звезды и небольшого быстро вращающегося пульсара. Максимальное сближение этих двух тел происходит каждые 3.4 года и всегда сопровождается увеличением интенсивности гамма-излучения.
Уникальное сочетание двух звезд, длительное время между их сближением и периоды интенсивного гамма-излучения делают эту систему неотразимой для астрономов. В конце прошлого года группа ученых использовала гамма-лучевой космический телескоп Ферми. Наблюдение за системой показало странное и совершенно неожиданное ее поведение.
«Хотя мы ждали этого, увиденное все равно поразило нас», – говорит У Абдо, доцент Университета Джорджа Мэйсона, руководитель группы ученых.
Известно всего несколько аналогичных пар, в которых тяжелая звезда, масса которой во много раз превышает массу Солнца, и то же можно сказать о температуре, имеет своим компаньоном небольшое тело, не превышающее по размерам Землю, а зачастую и намного меньшее ее. В зависимости от системы, этим компаньоном может быть погасшая звезда – белый карлик, нейтронная звезда размером всего лишь с город или даже черная дыра.
Всего четыре из известных людям пар излучают гамма-лучи, и лишь в одной из них астрономы знают природу меньшего тела. Она состоит из пульсара PSR B1259-63 и Be-звезды 10 звездной величины LS 2883. Эта система удалена от нас на 8000 световых лет.
Пульсар – это быстро вращающаяся нейтронная звезда с сильным магнитным полем. Это сочетание свойств делает звезду своего рода маяком, излучающим энергию. Такой пульсар засечь не сложно, если только поток излучения направлен в сторону Земли. Луч звезды PSR B1259-63 был зафиксирован в 1989 году радиотелескопом Паркса в Австралии. Размер этой нейтронном звезды не превышает размеров Вашингтона, но по массе превышает Солнце в два раза. Ее скорость вращения вокруг собственной оси – 21 раз в секунду.
При максимальном приближении пульсар проходит от огромной звезды на расстоянии 100 миллионов километров, при этом он даже задевает газовый диск. Пульсар входит в диск на восходящей части своей орбиты, после чего еще раз пробивает его на нисходящей части.
«Во время проходов диска высокоэнергетические частицы, испускаемые пульсаром, взаимодействуют с частицами диска. Это приводит к ускорению частиц и излучению энергии на различных длинах волн, – говорит Симон Джонстон из Национальной организации по работе с телескопами Австралии, соавтор исследования. – Что не дает астрономам покоя, так это непонятная орбита, по которой движется пульсар, и в особенности ее период, из-за которого такие явления происходят всего раз в 3.4 года».
Последний раз максимальное сближение двух непохожих звезд случилось 15 декабря 2010 года. Для наблюдения за этим явлением была собрана крупная команда астрономов со всего мира, которая должна была при помощи большого числа телескопов провести наблюдение системы в большом числе спектральных диапазонов. Основными средствами стали телескопы Ферми, Свифт, XMM-Newton, телескопы Чили и Южной Африки и Высокоэнергетическая стереоскопическая система, наземная обсерватория в Намибии, которая способна детектировать гамма-излучение с энергией в триллионы электрон-вольт, на что не способен телескоп Ферми. Для сравнения, энергия излучения видимого спектра составляет 2-3 электрон-вольта.
«Когда ты знаешь, что у тебя есть шанс наблюдать такую систему всего лишь раз в несколько лет, ты стараешься собрать все силы для ее изучения, – говорит Абдо, руководивший этой работой. – Понимание этой системы, в которой мы уже знаем природу меньшего тела, может помочь нам разобраться в природе малых тел в других двойных системах».
Наиболее высокоэнергетическое излучение в триллионы электрон-вольт пока не было зарегистрировано в таких системах, хотя попытки делались и ранее. В этот раз инструменты Ферми смогли его засечь.
«Во время первого прохождения диска, которое длилось около месяца, с середины ноября до середины декабря, Ферми засек слабое излучение системы. Мы предположили, что второй проход должен быть аналогичным. Но в середине января, когда пульсар снова вошел в диск звезды, мы засекли сильные вспышки, во много раз более мощные, чем имели место при первом проходе», – говорит Абдо.
Что особенно странно, излучение в радио- и рентгеновском диапазоне было обычным. Исследуй ученые только эти спектральные диапазоны, они бы и не подумали о мощнейших вспышках…
«Наиболее интенсивное излучение наблюдалось 20 и 21 января и 3 февраля, – говорит Абдо. – Что нас особенно удивило, так это то, что мощность излучения была в 15 раз больше, чем во время наиболее интенсивного дня при первом проходе».
Одно большое преимущество Ферми перед другими инструментами заключается в том, что с его помощью можно непрерывно наблюдать источник излучения, что позволяет получить полную картину излучения в гамма-диапазоне. Астрономы все еще анализируют полученные данные (хотя основные результаты уже опубликованы). Будем надеяться, что они разберутся с ними к следующему сближению двух звезд, которое произойдет в мае 2014 года.
По материалам
