"Месть карлика": как ученые нашли след реальных "звездных войн" в Галактике
Дэвид Бакли, астроном из Южной Африки, рассказал РИА Новости о повторном открытии самой удивительной звезды Млечного Пути, обнаруженной советскими учеными еще в 1970-х годах и оказавшейся полем боя двух "космических карликов", один из которых — уникальный белый карлик-пульсар.
"Когда мы начали наблюдать за этим объектом и поняли, чем он является, наши коллеги из пресс-службы сразу предложили назвать нашу статью об его открытии как "Звездные войны: месть карлика". Это действительно уникальный объект, обладающий всеми характеристиками пульсара, но при этом им не являющийся. Многие до сих пор не верят в то, что эта система выглядит так, как мы ее себе представляем", — заявил Бакли, выступавший с докладом об открытии этого объекта в Институте астрономии РАН в Москве.
Эпизод 1: скрытая угроза
Как подчеркнул южноафриканский астроном, это светило изначально открыла не его научная команда, а советские астрономы. В 1971 году они обнаружили необычную мерцающую звезду в созвездии Скорпиона и опубликовали ее описание в журнале "Астрономический циркуляр".
Советские ученые проследили за колебаниями яркости звезды и посчитали, что она относится к числу достаточно заурядных переменных звезд типа Дельты Щита, яркость которых меняется каждые несколько часов из-за расширения и сжатия поверхностных слоев.
Через 40 лет, как рассказывает Бакли, эта заурядная звезда внезапно стала одним из самых необычных, интересных и уникальных объектов Млечного Пути благодаря двум фактически случайным обстоятельствам.
Сначала на звезду обратили внимание астрономы-любители, заметившие необычные периодические пульсации в ее излучении, которые не видели их советские предшественники, а затем за ней начал следить сам Бакли, проверяя инструменты одного из недавно построенных южноафриканских радиотелескопов.
"Открытие необычных свойств этой звезды было продуктом случайных совпадений. Случайности и интуиция играют огромную роль в астрономии, они являются одним из главных путей для того, чтобы открыть что-то действительно интересное. Как правило, когда люди пишут заявки на гранты и постройку телескопов, они строят вполне конкретные планы на будущее, но обычно получается так, что самые интересные и значимые открытия совершаются на этих установках совершенно случайным образом и совсем в другой сфере", — продолжает астроном.
По словам Бакли, подобная роль случайностей в науке крайне плохо сочетается с тем, что "сегодня и в мире в целом, и в науке в частности процветают люди, похожие по складу ума на бухгалтеров. Они решают, на что потратить деньги, какая выгода может быть извлечена из этих трат и какие результаты опытов должны быть получены. Им нужен гарантированный результат, а наука работает совершенно по-другому – ученые подобны мореплавателям, которые отправляются в неизученный океан в поисках новых земель и континентов".
Изучая "космический океан" два года назад, Бакли и его британские коллеги, Том Марш (Tom Marsh) и Борис Генсике (Boris Gaensicke), обнаружили, что AR Скорпиона представляет собой ту самую "новую космическую землю", которую они пытались найти.
Как отметил Бакли, первые же наблюдения за вспышками и потускнениями звезды показали, что на самом деле ее яркость меняется не каждые три с половиной часа, как показывали замеры советских ученых, а еще и каждые две минуты. При этом яркость периодически вырастала до невозможно высоких величин во всех диапазонах, начиная с радиоволн и заканчивая ультрафиолетом.
Подобное необъяснимое поведение звезды, вспоминает ученый, привлекло внимание многих других астрономов, и у Бакли и его единомышленников появилась возможность наблюдать за AR Скорпиона при помощи "Хаббла", рентгеновского телескопа Swift, наземной обсерватории VLT, радиообсерватории ATCA в Австралии и ряда других мощнейших астрономических инструментов.
Эпизод 3: месть карлика
Эти наблюдения помогли ученым расшифровать весьма необычный спектр вспышек и понять, что "советская" переменная звезда на самом деле состоит из двух половинок: белого карлика и красного карлика, экзотическое взаимодействие которых и порождало вспышки. Причем, как выяснилось позднее, не одну, а две серий вспышек разной природы.
Как возникла эта двойная система, говорит Бакли, до сих пор загадка для астрономов. Она состоит из белого карлика, чья масса примерно в три раза меньше солнечной, и крупного красного карлика, чуть уступающего Солнцу по размерам. Красный карлик, несмотря на то что является главным источником тех вспышек, которые заметили астрономы-любители, — вполне обычная звезда, в отличие от белого карлика, обладающего уникальными свойствами.
В целом "мстящий карлик", как назвал этот объект Бакли, по своему поведению больше похож на пульсары (вращающиеся нейтронные звезды), чем на другие белые карлики, представляющие собой ядра выгоревших звезд. В частности, он вращается невероятно быстро, совершая один оборот вокруг оси за 117 секунд, и обладает мощным магнитным полем, чья сила примерно в 1,5 миллиарда раз выше, чем у "магнитного щита" Земли.
Это магнитное поле, как считают Бакли и его коллеги, периодически порождает пучки радиоволн и заряженных частиц и испускает их с магнитных полюсов белого карлика в открытый космос. Ось вращения этой звезды, по счастливому стечению обстоятельств, иногда оказывается направлена в сторону его "большого брата".
В результате каждые две минуты – время оборота белого карлика — красный карлик на мгновение попадает под "бомбардировку" белого карлика, участвуя в своеобразных "звездных войнах".
Залпы белого карлика поглощаются электронами в атмосфере красного карлика, в результате чего те разгоняются до околосветовых скоростей и затем излучают эту энергию в виде света, тепла, радиоволн и других форм электромагнитного излучения. Благодаря этому яркость AR Скорпиона вырастает до невозможно высоких значений для звезд подобной массы, превышающих допустимые уровни примерно на порядок.
"Теперь нас больше всего интересует то, есть ли другие объекты подобного типа во Вселенной. Мы сейчас как раз обсуждаем то, как мы можем искать подобные "белые пульсары", и анализируем архивы предыдущих наблюдений за переменными звездами в надежде найти другие примеры такого поведения белых карликов", — продолжает Бакли.
Не все астрономы согласны с подобным объяснением. Как пояснил РИА "Новости" Дмитрий Бисикало, директор Института астрономии РАН, существуют и иные объяснения того, как рождаются эти вспышки, не требующие постоянного "обстрела" звезды пучками радиоволн с белого карлика или взаимодействия его магнитного поля с материей красного карлика. Другие ученые, по его словам, вообще сомневаются в том, что эта система существует в том виде, в котором ее представляют себе Бакли и его единомышленники.
Космический полигон
Тем не менее, британские и южноафриканские астрономы, как пояснил сам Бакли, продолжают наблюдения за AR Скорпиона, и недавно они получили новые данные, которые помогут астрофизикам понять, как возникла эта система. Мноие другие ученые, согласные с выкладками Бакли, в свою очередь, полагают, что она может служить уникальным полигоном для проверки самых разных космологических и астрофизических теорий.
"AR Скорпиона излучает большое количество электронов, движущихся со скоростью света, и наблюдения за их взаимодействиями с облаками водорода, расположенными рядом с этой звездой, могут помочь нам проверить некоторые теории, описывающие релятивистские эффекты. Кроме того, мои коллеги-теоретики уверяют меня, что эта звезда может быть интересным источником гравитационных волн и что она поможет нам проверить, есть ли у фотона масса", — объясняет ученый.
Кроме того, ученые пока не знают, как возникла эта система – по словам Бакли, для ее существования в текущем виде необходимо, чтобы белый карлик каким-то образом раскрутился до тех скоростей, которыми он сегодня обладает. Это в принципе было бы возможно, если бы он "воровал" материю у красного карлика, однако следов этого астрономы не зафиксировали. Поэтому история развития этих "звездных войн", как и то, как подобные звезды могут влиять на облик Галактики, остается загадкой для ученых.
С другой стороны, южноафриканский астроном уверен, что подобные объекты не могут служить источником загадочных быстрых радиовспышек, своеобразных "сигналов инопланетян", над природой которых ученые гадают уже почти десять лет.
По его словам, новейший радиотелескоп MeerKAT, строящийся сейчас в ЮАР при участии Бакли, начнет изучать их в следующем году в тандеме с российской сетью телескопов МАСТЕР, которая будет искать следы этих вспышек в видимом диапазоне. Они, как заключает астроном, имеют еще более загадочное происхождение, чем белые карлики-пульсары, и наблюдения за ними, как надеется ученый, помогут заполнить еще один пробел на космической "карте океанов".