Неуловимая временная звезда, описанная в исторических документах, воссоздана с помощью новой компьютерной модели

Впервые объяснен таинственный остаток редкого типа сверхновой, зарегистрированной в 1181 году. Столкновение двух белых карликовых звезд привело к образованию временной «звезды-гостя», которая теперь обозначена как сверхновая (SN) 1181 и была зафиксирована в исторических документах Японии и других стран Азии. Однако после того, как звезда потускнела, ее местоположение и структура оставались загадкой, пока группа не определила ее местоположение в 2021 году.

Теперь, с помощью компьютерного моделирования и анализа наблюдений, исследователи воссоздали структуру остатка белого карлика, редкое явление, объясняющее его двойное ударное образование. Они также обнаружили, что высокоскоростные звездные ветры могли начать дуть с его поверхности всего за последние 20–30 лет. Работа была опубликовано в Астрофизический журнал.

Это открытие улучшает наше понимание многообразия взрывов сверхновых и подчеркивает преимущества междисциплинарных исследований, объединяющих историю с современной астрономией для возможности новых открытий о нашей галактике.

На дворе 1181 год, и в Японии недавно началась война Гэмпэй (1180–1185). Она приведет к переходу политической власти от аристократических семей к новому военному сёгунату, который обосновается в прибрежном городе Камакура недалеко от современного Токио.

Запись этого бурного периода была составлена ​​в формате дневника в Azuma Kagami. Она фиксировала не только жизни людей и ключевые события (с разной точностью), но и другие ежедневные наблюдения, включая появление новой звезды.

«В исторических записях Японии, Китая и Кореи есть много упоминаний об этой временной звезде-госте. На пике яркости звезда была сопоставима с яркостью Сатурна. Она оставалась видимой невооруженным глазом около 180 дней, пока постепенно не потускнела. Остатки взрыва SN 1181 сейчас очень старые, поэтому они темные и их трудно найти», — пояснил ведущий автор Такатоси Ко, докторант кафедры астрономии Токийского университета.

Остаток этой приглашенной звезды, обозначенный как остаток сверхновой (SNR) 1181, был обнаружен при столкновении двух чрезвычайно плотных звезд размером с Землю, называемых белыми карликами. Это создало редкий тип сверхновой, называемый сверхновой типа Iax, которая оставила после себя один яркий и быстро вращающийся белый карлик. С помощью наблюдений за его положением, отмеченным в историческом документе, современные астрофизики наконец определили его местоположение в 2021 году в туманности в направлении созвездия Кассиопеи.

Из-за своей редкой природы и расположения в нашей галактике SNR 1181 стал предметом многих наблюдательных исследований. Это позволило предположить, что SNR 1181 состоит из двух ударных областей, внешней и внутренней. В этом новом исследовании исследовательская группа проанализировала последние рентгеновские данные, чтобы построить теоретическую компьютерную модель для объяснения этих наблюдений, и которая воссоздала ранее необъясненную структуру этого остатка сверхновой.

Основная проблема заключалась в том, что, согласно общепринятому пониманию, когда два белых карлика сталкиваются таким образом, они должны взорваться и исчезнуть. Однако это слияние оставило после себя белый карлик. Ожидалось, что вращающийся белый карлик создаст звездный ветер (быстро текущий поток частиц) сразу после своего образования. Однако то, что обнаружили исследователи, было чем-то другим.

«Если бы ветер начал дуть сразу после образования SNR 1181, мы бы не смогли воспроизвести наблюдаемый размер внутренней ударной области», — сказал Ко.

«Однако, рассматривая время начала ветра как переменную величину, нам удалось точно объяснить все наблюдаемые особенности SNR 1181 и раскрыть загадочные свойства этого высокоскоростного ветра. Мы также смогли одновременно отслеживать временную эволюцию каждой ударной области, используя численные расчеты».

Команда была очень удивлена, обнаружив, что, согласно их расчетам, ветер мог начать дуть совсем недавно, в течение последних 20–30 лет. Они предполагают, что это может указывать на то, что белый карлик снова начал гореть, возможно, из-за того, что часть вещества, выброшенного взрывом, который наблюдался в 1181 году, упала обратно на его поверхность, увеличив свою плотность и температуру сверх порогового значения для возобновления горения.

Для проверки своей компьютерной модели команда теперь готовится к дальнейшему наблюдению за SNR 1181 с использованием радиотелескопа Very Large Array (VLA), расположенного в центральном штате Нью-Мексико в США, и 8,2-метрового телескопа Subaru в американском штате Гавайи.

«Возможность определять возраст остатков сверхновых или яркость во время их взрыва с помощью археологических данных является редким и бесценным активом для современной астрономии», — сказал Ко. «Такие междисциплинарные исследования одновременно захватывающие и подчеркивают огромный потенциал объединения различных областей для раскрытия новых измерений астрономических явлений».