Астрономы ожидают, что звезда Т Северной Короны вскоре должна вспыхнуть как новая. Это не то же, что сверхновая, но взрыв все равно должен быть очень сильным. Как это обычно происходит, можно узнать из статьи.
Новые и сверхновые звезды
Весь 2024 год астрономы ожидали, что заря Т Северной Короны вспыхнет как новая. Пока этого не произошло, но любители астрономии продолжают ждать. Правда, для того, чтобы понять, что же должно при этом произойти на небе, надо понять, что такое «новые звезды» вообще.
За столетие наблюдения за небом люди выяснили, что если на нем и есть что-то действительно вечное, то это звезды. Правда, еще с древности астрономы наблюдали удивительные явления — светила, будто появлявшиеся неоткуда, а затем через несколько недель или месяцев постепенно исчезали.
Первое научное описание этого явления осуществил в 1572 году датский астроном Тихо Браге. Он же и дал таким явлениям название «новые звезды». На протяжении нескольких столетий астрономы неоднократно наблюдали их и наконец обнаружили, что на самом деле это ряд очень разных по своей природе и масштабу феноменов.
Мощные взрывы, в результате которых происходит коллапс светила и его превращение в нейтронную звезду или черную дыру, стали называть сверхновыми. Именно этим явлением действительно было то, что наблюдал в свое время Тихо Браге.
Однако наблюдались в небе и другие вспышки. Их мощность была значительно меньше. В конце концов их назвали просто новыми. Именно такое событие достаточно скоро может произойти из Т Северной Короны. Конечно же, как и в случае сверхновых, речь не идет о возникновении нового светила из ничего. Просто объекты, обычно слишком слабые, чтобы обращать на них внимание, увеличивают свою яркость настолько, что их трудно не заметить.
Как работают новые звезды
Все новые звезды — тесные двойные системы, в которых компоненты изначально имеют сравнимую с Солнцем массу. В процессе эволюции тот из них, который имеет большую массу, тратит все свое ядерное топливо, проходит стадию красного гиганта и превращается в белый карлик. Второй компонент в это время также начинает раздуваться и в какой-то момент вещество на его поверхности начинает перетекать на крохотного, но очень массивного компаньона.
Газ, перетекающий на белый карлик, формирует вокруг него аккреционный диск. Оттуда вещество падает на очень горячую поверхность мертвой звезды. Формируется слой водорода, состояние которого сильно контрастирует с плазмой, составляющей основную массу звезды.
В водороде возникает самоподдерживающаяся термоядерная реакция, которая разогревает его и толкает наружу. В какой-то момент две силы уравновешиваются и оболочка переходит в состояние гидростатического равновесия. Если бы она всегда находилась в нем, мы видели бы источник мягкого рентгеновского излучения, ведь именно на этой частоте преимущественно излучают такие многослойные звезды.
Астрономы действительно обнаружили некоторое количество подобных объектов. Обычно все процессы происходят в них с постоянной скоростью. А при накоплении достаточного количества вещества достигаются критические плотности и температуры, запускается термоядерная реакция и происходит взрыв.
Вся оболочка белого карлика мгновенно загорается. Светимость возрастает в тысячи и миллионы раз. Соответственно, абсолютная звездная величина увеличивается на 6–16 единиц (в среднем на 12).
Типы новых звезд
В общем, все вспышки новых начинаются более или менее одинаково: их светимость стремительно растет в течение нескольких дней или даже часов, достигает пика, а потом очень медленно уменьшается. И вот по тому, насколько быстро происходит последний процесс, новые звезды разделяют на несколько типов.
Те из них, которые уменьшают свою яркость на три звездных величины в течение 100 дней, называются быстрыми. Те, у которых такое понижение яркости происходит за 150 суток или более — медленными.
Но есть еще сверхмедленные новые, или симбиотические. У них достаточно высокая светимость может сохраняться в течение лет и десятилетий после основной вспышки. Фактически речь идет о ситуации, когда термоядерный взрыв постоянно подпитывается веществом, перетекающим с красного гиганта на белый карлик. При этом спокойные состояния чередуются с активными.
Кроме того, существует несколько типов вспышек, которые достаточно похожи на новые, но формально к ним не относятся. Все они представляют собой тесные двойные системы из белого карлика и красного гиганта, в которых события происходят не совсем так, как с обычными новыми.
Первыми из этих типов являются карликовые новые. Ключевую роль в механизме этих вспышек играет аккреционный диск, образующийся при перетекании вещества из красного гиганта. В какой-то момент из-за изменения температуры вязкость этого вещества снижается и весь газ начинает падать на белый карлик. Именно тогда и происходит термоядерный взрыв. Как правило, он не так силен, как при классической новой, зато может повторяться чуть ли не каждые несколько недель.
Другой вариант новоподобного объекта — поляр. Такая система состоит из красного карлика в качестве звезды-донора и белого карлика, отличающегося чрезвычайно сильным магнитным полем. Примечательно в полярах еще и то, что осевое вращение белого карлика синхронизировано с вращением всей системы. Мощное магнитное поле не дает веществу из красного карлика ни сформировать аккреционный диск, ни упасть на горячую звезду. Вместо этого газ вынужден двигаться вдоль магнитных силовых линий к полюсам, где при накоплении критической массы взрывается.
Повторные новые
Во всем, что описано выше, есть один ключевой момент. В отличие от взрывов сверхновых, новые не разрушают звезды. Те остаются практически такими же, какими были и до взрыва, и это порождает вопрос, что будет, если процесс перетекания вещества из красного гиганта возобновится. И вывод очевиден — новая вспышка новой.
На самом деле ученые уже неоднократно наблюдали повторяющиеся новые. Т Северной Короны принадлежит именно к ним. Астрономы наблюдали ее вспышку уже дважды: в 1866 и 1942 годах. Однако есть свидетельства и более ранних вспышек. Именно поэтому все и ждут, что это должно произойти и в третий раз.
Как правило, периодичность повторных новых составляет несколько десятилетий. В промежутке между этими событиями вокруг белого карлика образуется водородная оболочка, идут разные процессы, но в целом система не демонстрирует каких-либо существенных колебаний яркости.
Сейчас повторные новые выделяют в отдельный класс объектов. Однако с каждым годом растет уверенность ученых в том, что действительно все новые рано или поздно станут повторными. Просто в некоторых из них промежуток между вспышками может составлять несколько веков. Поэтому их повтора астрономы просто не успели дождаться.
Более того, ученые знают немало двойных систем, которые чрезвычайно похожи на новые в пассивной фазе, но в которых вспышки никогда не наблюдались. Вполне возможно, что и они когда-нибудь взорвутся, нужно только дождаться этого момента.
Вообще-то теория не запрещает новым вспыхивать столько угодно раз, пока у звезды-донора хватает топлива, а масса белого карлика не превышает границу Чандрасекара. Как только такое случается, вместо описанного выше процесса происходит вспышка сверхновой и белый карлик превращается в нейтронную звезду.
