Представьте себе: в далекой-далекой галактике, на расстоянии 15 миллионов световых лет от нас, происходит нечто невероятное. Там, где звезды живут и умирают ярче, чем мы можем вообразить, ученые обнаружили настоящий фейерверк невиданных масштабов. Это не просто красивый образ — именно так описывают свое открытие исследователи из NASA.
В центре внимания оказалась спиральная галактика M83. Чтобы заглянуть в её тайны, астрономы использовали мощнейший инструмент — рентгеновскую обсерваторию Chandra. Они собрали огромный массив данных за целых 14 лет наблюдений (с 2000 по 2014 год). Целью было изучение остатков сверхновых — грандиозных взрывов, которыми заканчивают свою жизнь массивные звезды.
Раньше наука считала, что эти «звездные трупы» ведут себя спокойно. Логика была проста: звезда взорвалась, сбросила оболочку, и оставшееся облако газа должно медленно-медленно остывать и тускнеть в рентгеновском спектре. Никаких резких движений, никакой динамики. Но реальность преподнесла сюрприз. Данные Chandra показали совершенно иную картину.
Оказалось, что примерно половина из 22 изученных объектов ведет себя крайне неспокойно. Их рентгеновская яркость постоянно меняется! Вместо того чтобы угасать, они то вспыхивают, то затухают, словно гигантские пульсары или маяки в космической ночи. Для ученых это стало полной неожиданностью.
Один конкретный случай помог найти разгадку. Объект под названием SN 1957D показал активность потому, что его обломки с огромной скоростью врезаются в окружающий межзвездный газ. Этот процесс разогревает вещество до колоссальных температур, заставляя его ярко сиять в рентгене. Это логично и понятно.
Но вот для остальных источников этот механизм не подходит. Здесь потребовалась другая гипотеза, которая звучит как сюжет фантастического фильма. Ученые предполагают, что мы видим работу так называемых рентгеновских двойных систем.
Как это работает? Представьте пару звезд, вращающихся друг вокруг друга. В какой-то момент одна из них исчерпывает топливо и взрывается как сверхновая. На месте взрыва остается невероятно плотный объект — черная дыра или нейтронная звезда. При этом вторая звезда, компаньон, выживает и продолжает свой путь по орбите.
Теперь у системы начинается новая, хищная фаза жизни. Мертвый остаток начинает буквально высасывать материю из своей живой соседки. Газ и плазма падают на черную дыру или нейтронную звезду, закручиваясь в раскаленный аккреционный диск. Температура там достигает миллионов градусов, что и порождает мощнейшее рентгеновское излучение.
Ранее такие системы находили редко, но в M83 их насчитали сразу более двух десятков кандидатов. Это говорит о том, что подобные пары могут быть обычным делом в местах активного звездообразования.
Есть и альтернативная версия. Возможно, новорожденная черная дыра или нейтронная звезда не трогает соседа, а просто «доедает» то, что сама же и разбросала при взрыве. Она захватывает часть вещества, выброшенного в космос во время катастрофы, и перерабатывает его в энергию. Скорее всего, оба этих механизма работают одновременно, создавая сложную и динамичную картину.
Самое интересное, что похожие результаты были получены и при изучении другой галактики — M51. Это наводит астрономов на мысль, что такие активные процессы являются не редким исключением, а скорее правилом для бурной молодости Вселенной, где звезды рождаются и гибнут тысячами, устраивая вечный и яркий праздник.