Астрономия : Аномальные звёзды.
Начало Человек  Земля  Вселенная Технологии 


Звездотрясение магнетара

27 августа 1998 г. верхняя атмосфера Земли подверглась пятиминутному облучению необычно мощным потоком гамма-лучей. Астрофизики установили, что виноват космический объект SGR 1900+14, принадлежащий к странному классу магнетаров - от английских слов magnet (магнит) и star (звезда). Вспышки гамма-излучения за этим небесным телом уже числились и ранее, но такой интенсивности еще никогда не наблюдалось.

Специалисты полагают, что к подобным источникам повторных вспышек мягкого гамма-излучения могут быть отнесены молодые нейтронные звезды с мощным магнитным полем. Считается, что прохождение магнитного поля сквозь богатую железом кору нейтронной звезды вызывает ее разогрев на миллионы градусов; это приводит к раскалыванию звезды, которое сопровождается эффектом, подобным землетрясению. Такое звездотрясение и выбрасывает в пространство мощный поток гамма-лучей.

Обычно верхняя атмосфера Земли в дневное время суток ионизуется под влиянием солнечного излучения, а ночью теряет ионизацию. На этот раз объект SGR 1900+14, находящийся от нас в 20 тыс. световых лет, послал такой поток гамма-лучей, что ночная сторона атмосферы на высоте всего около 60 км над планетой ионизовалась, как днем. Космические частицы "забили" до полного насыщения приборы двух искусственных спутников Земли и заставили автоматику отключить приборы на третьем.

По вычислениям У.Инана (U.Inan; Университет штата Калифорния, Беркли), в результате этого звездотрясения было выброшено за 5 мин больше энергии, чем дает Солнце за 300 лет. Резкие колебания в интенсивности гамма-излучения хорошо согласуются с компьютерными моделями магнетаров, пока еще, однако, мало изученных.

 

New Scientist. 1998. V.160. № 2154. P.5 (Великобритания).

Литиевая звезда

Астрономы Европейской южной обсерватории, расположенной в Чили, обнаружили звезду, в атмосфере которой содержится относительно много атомов лития [1]. Звезды, содержащие Li, встречаются редко, и все они принадлежат к строго определенным типам. Связано это с тем, что Li легко подвержен ядерным превращениям, которые происходят с ним при температуре выше 2.4•106K. В недрах даже самых холодных звезд Li быстро “сгорает” в термоядерных реакциях: конвективное перемешивание вещества между ядром и внешними слоями приводит к тому, что за время, обычно не превышающее 100 млн лет, Li почти полностью выгорает во всем объеме звезды. В атмосфере Солнца, например, лития в 100 раз меньше, чем в окружающем межзвездном веществе, из которого Солнце когда-то родилось. Поэтому исходный литий обнаруживается только в атмосферах очень молодых звезд.

Но иногда Li появляется в атмосфере предельно старых звезд, населяющих асимптотическую ветвь гигантов на диаграмме Герцшпрунга—Рессела. Его происхождение объясняют ядерной вспышкой легкого изотопа гелия 3He в глубине звезды и выносом образовавшегося Li в верхние слои атмосферы. Поскольку такие звезды активно теряют вещество из оболочки, вместе с ним и Li попадает в межзвездную среду и входит затем в состав новорожденных звезд. Современное содержание Li в межзвездном газе раз в 10 выше, чем было в период формирования Галактики, когда химический состав среды отражал результат космического нуклеосинтеза.

Итак, у молодых звезд Li еще не сгорел, а у старых уже вновь образовался. Но звезда, которую обнаружили астрономы ЕЮО, имеет средний возраст и поэтому не должна содержать Li. Однако линии в спектре подтверждают его наличие и ставят астрономов в тупик.

Заметим, что в наблюдательной астрономии существует несколько способов делать открытия. Один из них — построить уникальный прибор, не имевший аналогов в мире, и с его помощью попытаться обнаружить новые объекты (например, сверхслабые звезды, сверхдалекие галактики) или увидеть известные объекты в новом диапазоне излучения. Подобный подход гарантирует открытия, но, как правило, требует больших финансовых вложений. Однако существует менее дорогостоящий способ: традиционными методами усидчиво изучать известные объекты в надежде, что рано или поздно некоторые из них продемонстрируют неожиданные свойства. Этот способ довольно часто дает результаты, но и он требует не только кропотливого труда, но и немалой изобретательности.

Последнее замечание в полной мере относится к авторам открытия литиевой звезды. Работая в организации, создающей систему VLT (Очень большой телескоп (Подробнее см.: Очень большой телескоп начал “смотреть” // Природа. 1998. № 12. С.58—59; Сурдин В.Г. Первые спектры, полученные Очень большим телескопом // Природа. 1999. № 2. С.70—71), астрономы не гнушаются модернизаций весьма старых инструментов, построенных десятки лет назад. Так, для телескопа обсерватории Ла-Силья (диаметр зеркала 1.52 м) силами сотрудников ЕЮО, Государственной обсерватории Хайдельберга и Астрономической обсерватории Копенгагенского университета недавно построен новый широкодиапазонный оптический спектрограф с оптоволоконной связью (Fibre-feed Extended Range Optical Spectrograph — FEROS), заменивший классический кудэ-спектрограф этого телескопа, благодаря чему эффективность его работы возросла во много раз.

Дело в том, что спектрографы высокого разрешения — весьма массивны и при этом очень чувствительны; они могут работать лишь в условиях постоянной температуры и влажности. Такой громоздкий прибор, да еще с системой кондиционирования невозможно подвесить к вращающемуся телескопу скромного размера. Поэтому спектрограф устанавливают в отдельном термостатированном помещении рядом с телескопом, а свет звезды посылают в него с помощью сложной системы зеркал, которая согласует движущийся за звездой телескоп с неподвижным спектрографом (это и есть система кудэ, от французского coude — изгиб, поворот). Отражение от многочисленных зеркал заметно ослабляет и без того слабый свет звезды. Поэтому детальные спектры до сих пор удавалось получать лишь для самых ярких звезд.

Новый спектрограф FEROS связан с телескопом 14-метровой оптоволоконной линией, которая передает свет практически без ослабления. Да и сам FEROS обладает прекрасными характеристиками: несмотря на сложность высокодисперсионного спектрографа, в нем регистрируется 46% входящего света. Изображение спектра получает ПЗС-камера, которая на 100 тыс. отдельных пикселей за одну экспозицию регистрирует спектр в диапазоне 360—920 нм с точностью по лучевой скорости около 3 км/с. Разумеется, данные моментально обрабатываются и выдаются астроному в виде спектров, пригодных для изучения и публикации. Теперь на этом скромном телескопе с полутораметровым зеркалом можно детально изучать химический состав звезд типа Солнца на расстоянии в 2500 св. лет или исследовать движение газа в атмосферах звезд-гигантов в соседних галактиках Магеллановы Облака, удаленных на 150 тыс. св. лет.

Новый спектрограф оказался настолько эффективным, что уже в ходе его испытаний были получены отличные спектры многочисленных слабых звезд. Одной из них и оказалась литиевая звезда. Это гигант S50 из звездного скопления Беркли 21 (Be 21), удаленного от нас на 16 тыс. св. лет в направлении, противоположном центру Галактики. Все звезды в этом скоплении родились одновременно около 2500 млн лет назад. Хотя Li давно должен был сгореть в столь старых звездах, его содержание в атмосфере S50 оказалось таким же, как в межзвездной среде. По своей температуре и светимости S50 не может быть отнесена к звездам асимптотической ветви гигантов, а значит, согласно современной теории эволюции звезд, Li не мог образоваться в этой еще не достаточно старой звезде.

Для объяснения феномена S50 астрономы видят пока лишь две возможности: Li мог попасть в атмосферу звезды-гиганта недавно вместе с упавшей туда планетой или с коричневым карликом [3] (каннибализм среди звезд иногда случается); не исключено, что мы наблюдаем очень редкий момент в эволюции звезды-гиганта, когда Li образуется в ее недрах и выносится в атмосферу. Обе возможности весьма интересны: либо мы присутствуем при редком событии в жизни звездного коллектива — поедании гигантом карлика, либо нащупали брешь в теории звездной эволюции.

© В.Г.Сурдин,
кандидат физико-математических наук
Москва


Начало Человек  Земля  Вселенная Технологии 
Продолжение следует...
Тайны и загадки  вселенной. НЛО и Следы Богов в Книге ТайнТайны солнечной системы. Все что нам известно о нашем доме.До бессмертия осталось лишь несколько шагов. Именно им и посвящены эти страницы.Где найти то - что необходимо. От расписания транспортных средств и заказа билетов до программы ТВ и лекарств.Тайны оптимизации сети . Как создать сайт в FrontPage 2000 и графику в PhotoShop, что с ними делать дальше и ещё множество интересного на этих страницах

Содержание
TopList
Rambler's Top100