Изучая данные рентгеновской обсерватории «Чандра» НАСА, команда астрономов исследовала остатки звезды, оставшиеся после её взрыва

Эта «археология сверхновых» позволила получить важные сведения о звезде, которая самоуничтожилась, вероятно, более миллиона лет назад.

Сегодня система под названием GRO J1655-40 содержит чёрную дыру, масса которой почти в семь раз превышает массу Солнца, и звезду, масса которой примерно в два раза меньше. Однако так было не всегда.

Изначально в системе GRO J1655-40 было две сияющих звезды. Однако более массивная из этих двух звёзд израсходовала всё своё ядерное топливо и затем взорвалась, что астрономы называют сверхновой. Обломки разрушенной звезды затем упали на звезду-компаньона, вращающуюся вокруг неё, как показано на рисунке художника.

После того как внешние слои звезды были выброшены, в том числе часть, столкнувшаяся с соседним объектом, оставшаяся часть взорвавшейся звезды сжалась и сформировала чёрную дыру, которая существует по сей день. Расстояние между чёрной дырой и её спутником со временем уменьшилось из-за потери энергии системой, в основном за счёт создания гравитационных волн.

Когда расстояние между ними стало достаточно маленьким, чёрная дыра с её сильным гравитационным притяжением начала притягивать материю из своего компаньона, забирая часть вещества, которое изначально образовалось при взрыве родительской звезды.

В то время как большая часть этого вещества погрузилась в чёрную дыру, небольшое его количество попало на диск, вращающийся вокруг чёрной дыры. Под воздействием мощных магнитных полей и трения на диске вещество выбрасывается в межзвёздное пространство в виде мощных потоков.

Астрономы использовали «Чандру» для наблюдения за системой GRO J1655-40 в 2005 году, когда она была особенно яркой в рентгеновском диапазоне. «Чандра» обнаружила признаки отдельных элементов, содержащихся в ветре чёрной дыры, получив подробные спектры — данные о яркости рентгеновского излучения на разных длинах волн — в составе рентгеновского излучения.

Команда астрономов, изучившая данные «Чандры», смогла восстановить ключевые физические характеристики взорвавшейся звезды по признакам, запечатлённым в рентгеновском излучении, сравнив спектры с компьютерными моделями звёзд, которые взрываются как сверхновые.

Они обнаружили, что, судя по количеству 18 различных элементов в ветре, давно исчезнувшая звезда, уничтоженная в результате взрыва сверхновой, была примерно в 25 раз тяжелее Солнца и содержала гораздо больше элементов тяжелее гелия по сравнению с Солнцем.

Этот анализ открывает возможности для дальнейших исследований в области археологии сверхновых с использованием других вспышек в двойных звёздных системах.

Источник: The Astrophysical Journal, Рентгеновский центр "Чандра"

На изображении:

На этом рисунке художника показаны последствия коллапса и взрыва сверхновой массивной звезды. В результате коллапса образовалась чёрная дыра (справа), а обломки от взрыва сверхновой падают на звезду-компаньона (слева), загрязняя её атмосферу. Источник: NASA/CXC/SAO/M. Вайс