Хаббл вновь посещает 40-летнюю загадку новой звезды странной звезды

Этот концепт-художник показывает систему сверхновых HM Sagittae (HM Sge), в которой белый карлик выкачивает материал из своего красного гиганта-компаньона. Это образует горячий горящий диск вокруг карлика, который может неожиданно подвергнуться спонтанному термоядерному взрыву, когда падение водорода с красного гиганта увеличится в интенсивности и достигнет критической точки. Эти сопутствующие межзвездные фейерверки завораживают астрономов, поскольку дают представление о физике и динамике звездной эволюции в двойных системах. Изображение предоставлено: НАСА, ЕКА, Лия Хостак (STScI)

Телескоп Хаббл вновь посещает звездную систему, которая все еще необычайно горячая

Если бы мы могли взглянуть на чудесную спиральную структуру нашей планеты Млечный Путь Галактика, находящаяся гораздо выше, сжимающая миллионы лет в секунды, увидит короткие вспышки света, подобные вспышкам фотокамер на стадионе. Это новые, где есть горящая звезда А белый Гном, глотая газ своего раздутого красного гиганта, вращающегося вокруг него. Одно из самых странных подобных событий произошло в 1975 году, когда яркость сверхновой HM Sagittae увеличилась в 250 раз. Она никогда не тускнела, как это обычно бывает с новыми звездами, но сохраняла свою яркость на протяжении десятилетий. Последние наблюдения Хаббла показывают, что система стала более горячей, но, как это ни парадоксально, немного потускнела.

Изображение симбиотической звезды Мира HM Sge, полученное космическим телескопом Хаббл. Расположенная на расстоянии 3400 световых лет в созвездии Стрельца, она состоит из красного гиганта и белого карлика-компаньона. Звезды расположены слишком близко друг к другу, чтобы Хаббл мог их разрешить. Материя истекает из красного гиганта и падает на карлика, делая его чрезвычайно ярким. Эта система впервые вспыхнула как новая в 1975 году. Красная дымка свидетельствует о звездных ветрах. Туманность имеет диаметр около четверти светового года. Изображение предоставлено: НАСА, ЕКА, Рави Санкрит (STScI), Стивен Голдман (STScI), Джозеф ДеПаскуале (STScI)

Космический телескоп «Хаббл» обнаружил сюрпризы относительно звезды, взорвавшейся 40 лет назад

Астрономы вновь посетили одну из самых странных двойных звездных систем в нашей галактике — спустя 40 лет после того, как она вспыхнула на сцене как яркая, долгоживущая новая — используя новые данные… НАСАКосмический телескоп Хаббл и вышедшая из эксплуатации SOFIA (Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии), а также архивные данные других миссий. Новая — это звезда, яркость которой внезапно резко возрастает, а затем тускнеет до прежней неясности, обычно в течение нескольких месяцев или лет.

Необычное поведение HM Sge

В период с апреля по сентябрь 1975 года двойная система HM Sagittae (HM Sge) стала в 250 раз ярче. Еще более удивительно то, что она не исчезла так быстро, как обычно это делают новые звезды, а сохраняла свою яркость на протяжении десятилетий. В последнее время наблюдения показывают, что система стала более горячей, но, как это ни парадоксально, несколько потускнела.

HM Sge — это особый тип симбиотической звезды, в котором белый карлик и выпуклая, производящая пыль гигантская звезда-компаньон находятся на эксцентричной орбите друг вокруг друга, а белый карлик поглощает газ, вытекающий из звезды-гиганта. Этот газ образует горячий горящий диск вокруг белого карлика, который может неожиданно подвергнуться спонтанному термоядерному взрыву, поскольку интенсивность падения водорода с гиганта на поверхность увеличивается, пока не достигнет критической точки. Эти сопутствующие межзвездные фейерверки ослепляют астрономов, позволяя понять физику и динамику звездной эволюции в двойных системах.

«Когда я впервые увидел новые данные, я сказал: «Ух ты, вот что может сделать УФ-спектроскопия Хаббла!» — я имею в виду, что это потрясающе, действительно потрясающе.

— Рави Санкрит, астроном

Заметные изменения в 2021 году

«В 1975 году HM Sge превратилась из невзрачной звезды в то, на что смотрели все астрономы в этой области, и в какой-то момент всплеск активности замедлился», — сказал Рави Санкрит из Научного института космического телескопа (STScI) в Балтиморе. В 2021 году Стивен Голдман из STScI, Sancrete и его коллеги использовали инструменты на Хаббле и София Чтобы увидеть, что изменилось с HM Sge за последние 30 лет на длинах волн света от инфракрасного до ультрафиолетового (УФ).

Ультрафиолетовые данные Хаббла за 2021 год показали сильную эмиссионную линию высокоионизированного магния, которой не было в ранее опубликованных спектрах 1990 года. Ее присутствие показывает, что расчетная температура белого карлика и аккреционного диска увеличилась с менее чем 400 000 градусов. Ф в 1989 году до более чем 450 000 градусов по Фаренгейту сейчас. Линия сильно ионизированного магния — одна из многих линий, появляющихся в УФ-спектре, совместный анализ которых позволит выявить энергию системы и то, как она изменилась за последние три десятилетия.

«Когда я впервые увидел новые данные, я сказал: «Ух ты, вот что может сделать УФ-спектроскопия Хаббла!» — сказал Санкрит. — Я имею в виду, это потрясающе, действительно потрясающе.

SOFIA пролетает над заснеженными горами Сьерра-Невада с открытой дверью телескопа во время испытательного полета. София — модифицированный Боинг 747SB. SOFIA достигла полной боевой готовности в 2014 году и завершила свой последний научный полет 29 сентября 2022 года. Изображение предоставлено: НАСА/Джим Росс.

Данные СОФИА

Используя данные летающего телескопа НАСА SOFIA, который был выведен из эксплуатации в 2022 году, команда смогла обнаружить потоки воды, газа и пыли внутри и вокруг системы. Данные инфракрасной спектроскопии показывают, что гигантская звезда, производящая обильное количество пыли, вернулась к своему нормальному поведению всего через два года после взрыва, но в последние годы она также стала слабее, что является еще одной загадкой, которую предстоит объяснить.

Используя SOFIA, астрономы смогли увидеть, как вода движется со скоростью около 18 миль в секунду, что, как они подозревают, соответствует скорости свистящего аккреционного диска вокруг белого карлика. Газовый мост, соединяющий в настоящее время звезду-гигант с белым карликом, должен простираться примерно на 2 миллиарда миль.

Команда также работает с AAVSO (Американской ассоциацией наблюдателей переменных звезд), сотрудничая с астрономами-любителями со всего мира, которые помогают поддерживать телескопические глаза на HM Sge; Их постоянный мониторинг выявляет изменения, не наблюдавшиеся с момента извержения 40 лет назад.

Изображение симбиотической звезды Мира HM Sge, полученное космическим телескопом Хаббла с компасом и масштабной линейкой. Расположенная на расстоянии 3400 световых лет в созвездии Стрельца, она состоит из красного гиганта и белого карлика-компаньона. Звезды расположены слишком близко друг к другу, чтобы Хаббл мог их разрешить. Материя истекает из красного гиганта и падает на карлика, делая его чрезвычайно ярким. Эта система впервые вспыхнула как новая в 1975 году. Красная дымка свидетельствует о звездных ветрах. Туманность имеет диаметр около четверти светового года. Изображение предоставлено: НАСА, ЕКА, Рави Санкрит (STScI), Стивен Голдман (STScI)

Редкость и важность HM Sge

«Симбиотические звезды, такие как HM Sge, редки в нашей галактике, а возможность стать свидетелем взрыва, подобного новой, встречается еще реже. Это уникальное событие было сокровищницей для астрофизиков на протяжении десятилетий», — сказал Голдман.

Предварительные результаты исследования команды были опубликованы в журнале. Астрофизический журналСанкрет представляет исследования, посвященные ультрафиолетовой спектроскопии, на 244-м собрании Американского астрономического общества в Мэдисоне, штат Висконсин.

Ссылка: «Многоволновое исследование симбиотической миры HM Sge с SOFIA и HST», Стивен Р. Голдман, Рави Санкрит, Эдвард Монтьель, Шон Гарнер, Натан Велтуис и Николь Карнат, 11 января 2024 г., Астрофизический журнал.
дои: 10.3847/1538-4357/ad12c9

тот Космический телескоп Хаббл Он работает уже более трех десятилетий и продолжает делать революционные открытия, которые формируют наше фундаментальное понимание Вселенной. «Хаббл» — проект международного сотрудничества НАСА и Европейского космического агентства (ЕКА).Европейское космическое агентство). Центр космических полетов Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет телескопом и операциями миссии. Lockheed Martin Space, базирующаяся в Денвере, штат Колорадо, также поддерживает операции миссии в Годдарде. Научный институт космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд, управляемый Ассоциацией университетов астрономических исследований, проводит научные операции Хаббла для НАСА.