Новости астрономии: Удивительное открытие нового класса пульсирующих рентгеновских звезд.

Мар 26, 2017 Леонид Гляделов

Новый класс рентгеновских пульсирующих переменных звезд был обнаружен группой американских и канадских астрономов, возглавляемых Скоттом Энглом и Эдвардом Гиньяном из Университета Виллановы, США.

В рамках программы "Вилланова: тайная жизнь цефеид" новые рентгеновские наблюдения, полученные рентгеновской обсерваторией NASA Chandra и опубликованные в журнале Astrophysical Journal, показывают, что яркий прототип классической цефеиды - δ Cephei - является периодическим импульсным источником рентгеновского излучения.

Звезда-прототип, по которой и названы все цефеиды - δ Цефея (дельта Цефея) находится на расстоянии 890 световых лет от нас, также это одна из самых близких звезд этого типа. Цефеиды - известный класс пульсирующих переменных звезд и являются очень важными с точки зрения астрономии и космологии объектами во Вселенной. Измеряя периоды пульсации и яркость цефеид, можно измерить расстояния до других галактик и откалибровать внегалактическую шкалу расстояний. Цефеиды также играют все более важную роль в усилиях по точному измерению скорости расширения Вселенной и уточнению закона Хаббла.

Данные, недавно полученные для δ Цефея из рентгеновской обсерватории Чандра в сочетании с предыдущими рентгеновскими измерениями, рентгеновским спутником XMM-Newton, показали, что δ Цефея имеет рентгеновские вариации, происходящие в соответствии с 5,4-дневной пульсацией этой гигантной звезды. Рентгенограммы наблюдаются на всех фазах пульсации звезды, но резко возрастают, примерно на 400%, в моменты, когда звезда набухает до максимального диаметра, примерно в 45 раз превышающего диаметр Солнца.

«Мы, наконец, показали, что на самом деле цефеиды могут быть рентгеновскими, но работа еще далека от завершения. Теперь нам нужно понять, как они генерируют и модулируют свои рентгеновские излучения, и какой эффект это могло бы иметь на закон Ливитта «Закон о светимости» , говорит Энгл.

Анализ рентгеновских данных свидетельствует о неожиданном присутствии очень горячей плазмы в δ Цефея при температурах выше 10 миллионов градусов Цельсия, которая и излучает в рентгеновском диапазоне. Пока неизвестно, возникают ли рентгеновские лучи из пульсирующих ударных волн в динамической атмосфере звезды или из-за образования звездного магнитного поля, которое запутывается и испускает рентгеновское излучение. Другие цефеиды изучаются, чтобы понять источник нагретой излучающей рентген плазмы. Как минимум еще две дополнительные цефеиды показывают потенциальную рентгеновскую изменчивость.

Исследовательская группа во главе с Энглом и Гиньяном ранее использовала космический телескоп Хаббл для изучения линий ультрафиолетового излучения от дельты Цефея и других цефеид. Эти эмиссионные линии возникают в плазме с температурой до 300 000 градусов Цельсия; Холоднее, чем рентгеновская испускающая плазма, но все же намного горячее, чем поверхности звезд.

Ультрафиолетовое излучение также изменяется в соответствии с периодами пульсаций Цефеид, но резко возрастает после достижения Цефеидом минимального радиуса, в отличие от рентгеновских излучений, пик которых приходится сразу после максимального радиуса. Команда по-прежнему изучает, почему пики ультрафиолетового и рентгеновского излучения достигают максимума в таких разных фазах пульсации звезды.

«Классические звезды цефеиды считаются самыми важными переменными звездами на небе. Эти пульсирующие гигантские звезды использовались с середины 1920-х годов Эдвином Хабблом и другими астрономами для измерения расстояний до галактик и определения скорости расширения Вселенной,» сказал Гиньян. «Многие неудачные попытки обнаружить рентгеновское излучение от цефеид в 1980-90-е годы заставили астрономов отказаться от них как потенциальных рентгеновских звезд. Так что было большим (но приятным) сюрпризом обнаружить рентгеновское излучение от дельты Цефея и несколько других Цефеид».

Это открытие рентгеновских лучей для δ Цефея и некоторых других цефеид является самым новым в списке недавно обнаруженных свойств цефеид. К ним относятся околозвездные газовые и пылевые среды, инфракрасные избытки, линии ультрафиолетового излучения, а также колебания от цикла к циклу в периодических изменениях звезд. Эта комбинация открытий показывает, что Цефеиды, после более чем двух столетий изучения, все еще имеют свои секреты.

Учитывая астрофизическое и космологическое значение цефеид и высокие требования, необходимые для проверки космологических моделей, эти новые открытия следует как можно лучше изучить и понять. Рентгеновские наблюдения других ярких цефеид планируют распутать тайну их рентгеновского поведения.