Космонавтика

ЗАГАДКА СВЕРХНОВЫХ ЗВЕЗД

В начале этого года астрономы сделали решающий шаг в понимании природы сверхновых звезд типа 1а*. Работы ведущего научного сотрудника Института космических исследований РАН доктора физико-математических наук Марата Гильфанова и его аспиранта из Института астрофизики Общества им. Макса Планка (Германия) Акоша Богдана показали: наиболее вероятная причина их взрывов - слияние двух белых карликов**. Этот вывод исключительно важен для космологии, ибо по таким космическим объектам определяют темп расширения Вселенной. Он базировался на данных, полученных с помощью орбитальной рентгеновской обсерватории "Chandra" Национального аэрокосмического агентства США, опубликованных Гильфановым и Богданом в журнале "Nature".

Вспышки сверхновых типа 1а астрономы называют "стандартными свечами" - по признаку практически одинаковой светимости. Кроме того, они чрезвычайно ярки, поэтому их можно обнаруживать на больших расстояниях, сравнимых с размером наблюдаемой части Вселенной. Измеряя красные смещения небесных светил и расстояния до них, можно определять скорость ее расширения в разные моменты времени в прошлом. Скажем, на основании таких данных в 1998 г. специалисты сделали вывод о существовании таинственной "темной энергии".

Однако до сегодняшних дней механизм вспышек оставался неясным. Практически не вызывало сомнений, что сверхновая типа 1а - результат термоядерного взрыва белого карлика. Называлась и наиболее вероятная причина - превышение критического предела массы, равного -1,4 массы Солнца. Но о том, как именно происходит накопление вещества, приводящее к взрыву, ученые спорят уже более 20 лет.

Рассматривали два сценария. Согласно первому, белый карлик во взаимодействии с обычной звездой постепенно "перетягивает" на себя вещество компаньона (этот процесс называют аккрецией). По схеме второго механизм взрыва запускается слиянием двух "умерших" звезд.

Идея, высказанная и проверенная Гильфановым и Богданом, состоит в том, что эти два подхода можно различить по рентгеновской светимости. Аккрецирующий белый карлик продуцирует мощное рентгеновское излучение в течение почти 10 млн. лет до взрыва. А две движущиеся относительно друг друга звезды, лишенные собственных источников термоядерной энергии, ведут себя "тихо": они почти не излучают ни в одном из диапазонов электромагнитного спектра вплоть до последнего момента перед слиянием. Словом, каждый из вариантов предсказывает разную светимость белых карликов - предшественников сверхновых. Исследуя рентгеновское излучение близких галактик и сравнивая с предсказаниями теории, можно определить экспериментально, какой из механизмов работает на самом деле.

Ученые проверили свою гипотезу на примере пяти эллиптических галактик и спиральной Туманности Андромеды (М31). Для этого использовали данные обсерватории "Chandra", а также космического инфракрасного телескопа "Spitzer" (США) и обзора неба в инфракрасном диапазоне. Оказалось: рентгеновская светимость эллиптических галактик в 30 - 50 раз меньше предсказываемой аккреционным сценарием. Поэтому доля сверхновых, взрывающихся по достижении белым карликом критического предела массы в результате "перетягивания" вещества компаньона, не превышает нескольких процентов, а наиболее вероятным источником их вспышек становится слияние двух "умерших" звезд.

Ранее большинство астрономов склонялось в сторону аккреционного сценария чаше всего потому, что систем, состоящих из двух белых карликов, известно немного. Впрочем, причиной может быть не столько их малое количество, сколько сложность наблюдения: ведь они, подчеркнем еще раз, почти не излучают электромагнитные волны. Так что результат проведенного исследования оказался неожиданным и породил ряд новых вопросов.

Выводы Гильфанова и Богдана касались в первую очередь эллиптических галактик, т.е. систем со старым звездным населением. В более молодых, спиральных, где до сих пор идет интенсивное звездообразование, ситуация может отличаться, что требует дальнейшего поиска.

"Стандартность" вспышек естественна при аккреционном развитии событий: белые карлики взрываются при одной и той же массе, равной критической. Сценарий же сливающихся компактных звезд предсказывает разброс масс и, следовательно, параметров вспышек, что, к слову, и наблюдают астрономы. Картина усложнится, если в галактиках разных типов вклады двух сценариев различны. Это надо учитывать при проведении высокоточных космологических измерений с использованием сверхновых звезд типа 1а. Они будут одной из главных задач астрономических проектов наступающего десятилетия.


Марина ХАЛИЗЕВА

Рамадан махмоуд кордиеритовая керамика.
Авторские права на статьи принадлежат их авторам
Проект компании Kocmi LTD