По часовой стрелке с верхнего левого угла: радиоизображение RCW 86 на частоте 843 МГц; оптическое изображение аркообразной туманности на юго-востоке RCW 86; оптическое и рентгеновское изображения источников [GV2003] N и [GV2003].


Международная группа астрофизиков под руководством сотрудника Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга (ГАИШ) МГУ имени М.В. Ломоносова обнаружила в остатке сверхновой RCW 86 звезду солнечного типа в двойной системе с нейтронной звездой. Атмосфера этой звезды оказалась сильно "загрязнённой" тяжёлыми элементами, выброшенными при взрыве сверхновой, которая и породила нейтронную звезду. В частности, обилие кальция в атмосфере небесного тела превышает солнечное в шесть раз, что делает звезду очень необычной, так как при взрыве "стандартных" сверхновых загрязнение кальцием должно быть незначительным.

Эволюция массивной звезды завершается катастрофическим событием — взрывом сверхновой. Центральная часть взорвавшейся звезды сжимается до огромных плотностей и превращается в нейтронную звезду, вокруг которой образуется протяжённая газовая оболочка, так называемый диффузный остаток сверхновой. В настоящее время в Галактике известно несколько сотен диффузных остатков сверхновых, и в нескольких десятках из них были найдены связанные с ними нейтронные звёзды. Обнаружение новых примеров нейтронных звёзд в остатках сверхновых имеет важное значение для понимания физики взрыва сверхновых.

В 2002 году сотрудник ГАИШ Василий Гварамадзе исследовал остаток сверхновой RCW 86. Он предположил, что грушеобразная форма RCW 86 может быть объяснена как результат взрыва сверхновой на краю "пузыря", образованного ветром движущейся звезды — предшественницы сверхновой. Это позволило учёному обнаружить в RCW 86 рентгеновский источник, ныне известный как [GV2003] N, возможно, являющийся молодой нейтронной звездой.

Если [GV2003] N действительно является нейтронной звездой, то она должна быть очень слабым источником оптического излучения. Но на изображении [GV2003] N, полученном в 2010 году, была обнаружена довольно яркая оптическая звезда.


"Чтобы определить природу звезды на месте [GV2003] N, мы получили её изображения в семи фильтрах с помощью фотометра GROND на 2.2-метровом телескопе Европейской южной обсерватории (Чили). Спектральное распределение энергии этой звезды показало, что она является звездой солнечного типа (G-звездой). Но, поскольку рентгеновская светимость G-звезды должна быть намного меньше измеренной светимости [GV2003] N, нами был сделан вывод, что мы имеем дело с двойной системой, состоящей из нейтронной звезды (видимой в рентгене как [GV2003] N) и G-звезды (видимой в оптике)", — пояснил Гварамадзе.


Существование таких систем является естественным результатом эволюции двойных звёзд. Исследования последних лет показывают, что большинство массивных звёзд рождается в двойных или кратных системах. После взрыва одной из звёзд в двойной системе вторая звезда может быть "загрязнена" тяжёлыми элементами, выброшенными сверхновой.

Для проверки гипотезы, что [GV2003] N является двойной системой, астрофизики получили четыре спектра G-звезды с помощью телескопа VLT Европейской южной обсерватории. Измерения показали, что радиальная скорость этой звезды сильно изменилась в течение одного месяца: такое возможно, если орбита двойной системы является вытянутой, а орбитальный период системы меньше 40 дней. Полученный результат подтвердил, что [GV2003] N является нейтронной звездой и что остаток сверхновой RCW 86 образовался в результате взрыва сверхновой на краю "пузыря", образованного ветром массивной звезды. Это имеет важное значение для понимания структуры некоторых пекулярных остатков сверхновых, а также для поиска находящихся в них нейтронных звёзд.

До недавнего времени наиболее популярной точкой зрения являлось то, что богатые кальцием сверхновые являются результатом детонации гелия на поверхности белого карлика (маломассивной звезды). Полученные же Гварамадзе и его коллегами результаты свидетельствуют в пользу того, что при определённых условиях большое количество кальция может синтезироваться и при взрыве массивных звезд в двойных системах.


"Исследование [GV2003] N продолжается. Мы планируем определить параметры орбиты двойной системы, оценить начальную и конечную массы звезды-предшественницы сверхновой и импульс, полученный нейтронной звездой при рождении, а также измерить обилие ряда других элементов в атмосфере G-звезды. Полученная информация может иметь решающее значение для понимания природы остатков сверхновых, богатых кальцием", — резюмирует Гварамадзе.


Результаты работы опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Напомним, что ранее специалисты рассказали, как 2,3 миллиона лет назад взрывы сверхновых осыпали Землю и Луну радиоактивным пеплом и как межгалактическая "стычка" породила новые звёзды.