Незвичайна зоряна пара V Sagittae, що розташована приблизно за 10 тисяч світлових років у сузір’ї Сага́тта (Стріла), може незабаром перетворитися на одне з найяскравіших небесних явищ: спочатку на нову, а потім – на наднову настільки яскраву, що її буде видно не лише вночі, а й удень. Про це йдеться в новому дослідженні, яке поєднує спектроскопічні спостереження та моделювання динаміки системи.
Що відомо про цю систему
V Sagittae – подвійна зоряна система, в якій щільний білий карлик «висмоктує» газ із більш масивного компаньйона. Двоє рухаються так тісно, що роблять повний оберт лише за 12,3 години, і відстань між ними поступово зменшується. За словами Пабло Родрігеса-Гіла з Інституту астрофізики Канарських островів, накопичений на поверхні білого карлика матеріал може спричинити вибух нової вже в найближчі роки – явище, яке робить об’єкт видимим неозброєним оком.
Розшифрування спектра і місце спостережень
У дослідженні, опублікованому в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, міжнародна група під керівництвом Туркуського університету проаналізувала світло від V Sagittae, отримане за 120-денний період інструментом X-Shooter на Дуже Великому Телескопі (Very Large Telescope, VLT) Європейської південної обсерваторії. VLT розташований на вершині Серро-Параналь в чилійській пустелі Атакама на висоті близько 2 600 метрів і вважається одним із найпотужніших оптичних телескопів світу.
Спектр – це «пазл» з довжин хвиль, який дозволяє визначити хімічний склад і фізичні процеси в зорі. Саме через аналіз спектральних ліній вчені виявили нестабільність потоку матеріалу та інші ознаки складної взаємодії між компонентами системи.
Масиви, невизначеності та динаміка системи
Раніше, ще в 1965 році, маси компонентів системи оцінювалися як 0,7 і 2,8 мас Сонця, але ця оцінка була заперечена. Сучасний аналіз, з урахуванням періоду обертання та інших параметрів, припускає, що загальна маса системи, ймовірно, нижча за 2,1 маси Сонця, і обидві зорі можуть мати маси порядку однієї сонячної. Проте остаточно виміряти маси заважає дуже мінлива світність: дослідники вважають, що різкі флуктуації світла зумовлені швидкими витоками речовини, а не лише орбітальними рухами, тож розрізнити внесок кожного компонента складно.
Філ Чарлз, почесний професор астрономії Саутгемптонського університету та один із співавторів, зазначає, що система лишається однією з найбільш заплутаних через нестабільність викидів і швидкі зміни в спектрі.
Орбітальна “бомба” та супертокові явища
Дослідники класифікували V Sagittae як надм’який рентгенівський джерело (supersoft X-ray source, SSS). Такий об’єкт генерує відносно низькоенергетичні рентгенівські промені й виникає, коли білий карлик акумулює газ із супутника з темпом, що запускає тривалий термоядерний синтез на його поверхні. Іншими словами, поверхня карлика фактично «підпалюється» внаслідок безперервного надходження палива – тому дослідники і порівнюють його з орбітальною бомбою.
Постійна ненормальна подача газу також спричинила утворення кільцеподібної оболонки з речовини, що вийшла за межі системи – так званий навколозоряний диск, радіус якого може сягати кількох розділень між зорями.
Нова як передвісник наднової. Коли чекати видовища
Поява нової – вибуховий викид накопиченого на поверхні білого карлика матеріалу – для цієї пари виглядає ймовірною в найближчі роки. Традиційні нові не руйнують білого карлика, але світяться у сотні тисяч разів яскравіше за Сонце; такі явища можуть повторюватися через тисячі або мільйони років.
Справжній фінал настане, коли зорі зіллються: за моделями, їхній зіштовх може породити наднову такої потужності, що буде видно з Землі навіть удень. Оцінки часу фіналу різняться, але одна з робіт 2020 року з Луїзіанського державного університету припускає, що це може статись уже близько 2067 року, якщо спостережувальне скорочення орбітального періоду збережеться. Водночас дослідники застерігають, що зворотний розвиток процесів у зорях важко прогнозувати точно.
Довідка:
Дуже Великий Телескоп (VLT) – комплекс Європейської південної обсерваторії на Серро-Параналь в Атакамській пустелі. VLT складається з кількох 8,2-метрових дзеркал, які працюють як один з найпотужніших інструментів для отримання подробиць про далекі та тісні зоряні системи. Інститут астрофізики Канарських островів (IAC) – іспанська наукова установа, що координує дослідження й спостереження з обсерваторій на Канарських островах, зокрема Рок-де-лос-Мучачос і Тейде.
Що таке білий карлик: це щільне ядро зорі, яка колись була схожою на Сонце і завершила горіння ядерного палива. Маса такого об’єкта концентрована в об’ємі розміром приблизно з Землю, а гравітація на його поверхні дуже велика. Наднова – катастрофічний зоряний вибух, що зазвичай руйнує зорю або значно змінює її структуру; за яскравістю наднові можуть перевершувати галактику на короткий час. Сузір’я Сага́тта – невелике, але помітне сузір’я північної півкулі, відоме з давніх часів під назвою «Стріла».
Дослідження V Sagittae дає рідкісну нагоду спостерігати «наживо» драматичні процеси у подвійних системах і, можливо, стати свідком надзвичайно яскравого небесного явища впродовж нашого життя.
