Сверхновая показывает редкую пару звезд, которая считается одной из примерно 10 подобных звезд в Млечном Пути.

Необычная звездная система произвела больше шипения и меньше взрыва, когда взорвалась сверхновой.

Тусклый взрыв, известный как сверхновая, позволил исследователям обнаружить две звезды на расстоянии 11 000 световых лет от Земли.

Это первое подтвержденное обнаружение звездной системы, которая однажды создаст килонову — когда нейтронные звезды сталкиваются и взрываются, выбрасывая в космос золото и другие тяжелые элементы. Эта редкая звездная пара считается одной из примерно 10 подобных звезд в галактике Млечный Путь.

Открытие ждало долго.

В 2016 году обсерватория Нила Герелса Свифт НАСА обнаружила большую вспышку рентгеновского света, которая исходила из той же области неба, где находилась горячая яркая звезда типа Be.

Астрономам было любопытно, могут ли они потенциально быть связаны, поэтому данные были получены с помощью 1,5-метрового телескопа Межамериканской обсерватории Серро-Тололо на севере Чили.

Одним из тех, кто заинтересован в использовании этих данных, чтобы узнать больше о звезде, был доктор Ноэль Д. Ричардсон, ныне доцент кафедры физики и астрономии в Авиационном университете Эмбри-Риддла.

В 2019 году Кларисса Павао, студентка бакалавриата университета, подошла к Ричардсону во время его занятий по астрономии, чтобы спросить, есть ли у него какие-либо проекты, над которыми она могла бы поработать, чтобы получить опыт астрономических исследований. Он поделился с ней данными телескопа, и на протяжении всей пандемии Павао научился работать с данными телескопа в Чили и очищать их, чтобы уменьшить искажения.

«Телескоп смотрит на звезду и собирает весь свет, чтобы вы могли видеть элементы, из которых состоит эта звезда, — но звезды Be, как правило, имеют вокруг себя диски материи», — сказал Павао. «Трудно видеть прямо сквозь все это».

Она отправила свои первоначальные результаты, которые напоминали что-то вроде диаграммы рассеяния, Ричардсону, который понял, что она определила орбиту двойной звездной системы. Последующие наблюдения помогли им проверить орбиту двойной звездной системы, названной CPD-29 2176.

Но эта орбита была не такой, какой они ожидали. Обычно двойные звезды вращаются вокруг друг друга по овальной орбите. В CPD-29 2176 одна звезда вращается вокруг другой по кругу, который повторяется примерно каждые 60 дней.

Две звезды, большая и меньшая, вращались вокруг друг друга по очень близкой орбите. По словам Ричардсона, со временем большая звезда начала выделять свой водород, высвобождая материал на меньшую звезду, масса которой увеличивается с массы нашего Солнца в 8-9 раз до массы нашего Солнца в 18-19 раз. Для сравнения, масса нашего Солнца в 333 000 раз больше массы Земли.

Главная звезда становилась все меньше и меньше по мере создания вторичной звезды — и к тому времени, когда она исчерпала все свое топливо, его не хватило для создания массивной энергичной сверхновой, чтобы выпустить оставшийся материал в космос.

Вместо этого взрыв был подобен зажжению неудавшегося фейерверка.

«Звезда была настолько истощена, что взрыву не хватило энергии даже для того, чтобы перевести (ее) орбиту в более типичную эллиптическую форму, наблюдаемую в подобных двойных системах», — сказал Ричардсон.

То, что осталось после ультрараздетой сверхновой, было плотным остатком, известным как нейтронная звезда, которая теперь вращается вокруг быстро вращающейся массивной звезды. Звездная пара останется в стабильной конфигурации примерно от 5 до 7 миллионов лет. Поскольку и масса, и угловой момент были переданы звезде Ве, она высвобождает газовый диск для поддержания баланса и предотвращения разрыва себя на части.

В конце концов, вторичная звезда также сожжет свое топливо, расширится и выпустит материал, как это сделала первая. Но этот материал не может быть легко накоплен на нейтронной звезде, поэтому вместо этого звездная система будет выбрасывать материал через космос. Вторичная звезда, вероятно, испытает аналогичную тусклую сверхновую и превратится в нейтронную звезду.

Со временем — то есть, вероятно, через пару миллиардов лет — две нейтронные звезды сольются и в конечном итоге взорвутся килоновой, выпустив во Вселенную тяжелые элементы, такие как золото.

«Эти тяжелые элементы позволяют нам жить так, как мы живем. Например, большая часть золота была создана звездами, подобными реликту сверхновой или нейтронной звезде в изученной нами двойной системе. Астрономия углубляет наше понимание мира и нашего места в нем», — сказал Ричардсон.

«Когда мы смотрим на эти объекты, мы оглядываемся назад во времени», — сказал Павао. «Мы узнаем больше о происхождении Вселенной, что скажет нам, куда движется наша Солнечная система. Как люди, мы начали с тех же элементов, что и эти звезды».

Ричардсон и Павао также работали с физиком Яном Дж. Элдриджем из Оклендского университета в Новой Зеландии, экспертом по двойным звездным системам и их эволюции. Элдридж рассмотрел тысячи моделей двойных звезд и подсчитал, что во всей галактике Млечный Путь, вероятно, всего 10 подобных модели в их исследовании.

Затем исследователи хотят больше узнать о самой звезде Be и надеются провести последующие наблюдения с помощью космического телескопа Хаббла. Павао также собирается получить высшее образование и продолжает работать над исследованиями в области космической физики, используя новые навыки, которые она приобрела.

«Я никогда не думал, что буду работать над историей эволюции двойных звездных систем и сверхновых», — сказал Павао. «Это был потрясающий проект».