Астрономия

Чӣ гуна супернова метавонад ба сурохии сиёҳи системаи дуӣ таъсир расонад?

Чӣ гуна супернова метавонад ба сурохии сиёҳи системаи дуӣ таъсир расонад?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Фарз мекунем, ки дар системаи ситораҳои дуӣ як ситораи мурда ва сӯрохи сиёҳи ҳамсафари онҳо ҳангоми давр задани якдигар мавҷуданд. Саволи ман ин аст, ки эҳтимолан сӯрохи сиёҳ чӣ мешавад, агар шарик ба супернова барояд? Ман мефаҳмам, ки энергияи кинетикии супернова сурохии сиёҳро нест карда наметавонад.


Натиҷаи эҳтимолӣ ё системаи бинарии сурохии сиёҳ хоҳад буд; системаи бинарии ситораи сиёҳи нейтронӣ ё сӯрохи сиёҳ ва боқимондаи паймон аз таркиши дуввуми супернова бо суръати оқилонаи баланд роҳҳои худро пеш хоҳанд гирифт.

Шумо сӯрохи сиёҳро бо ин роҳ вайрон карда наметавонед. Дар асл, ҳама он чизе, ки бо сурохии аслии сиёҳ рӯй медиҳад, ин аст, ки он эҳтимол дорад аз афзоиши баъзе аз эҷодияи супернова каме бештар ба даст орад.


Ситораи ҳамкори Black Hole Flings дар як соат 2,000,000 километри!

Зиндагӣ дар назди сӯрохи сиёҳ ... нохушоянд аст. Хусусан, агар шумо ситора бошед, ва махсусан агар шумо ба бемории ҳаракат моил бошед. Ҳодиса дар нуқта: Чанде пеш як сурохии сиёҳ кашф карда шуд, ки ситорае дорад, ки дар бениҳоят давр мезанад дар як соат ду миллион километр (1,2 миллион мил). Гарчанде ки ситора аз сӯрохи сиёҳ тақрибан миллион километр (600,000 мил) дуртар бошад - каме бештар аз ду маротиба аз масофаи Замин то Моҳ дур аст - вай дар атрофи мадори худ фарёд мезанад танҳо дар 2,4 соат.

Танҳо дар бораи он фикр кардан маро водор мекунад, ки парвоз кунам.

Аммо ин ҳанӯз ҳам хеле ҳаяҷоновар аст ва танҳо ин каме дониши мо дар бораи система ба мо бисёр чизҳоро нақл мекунад. Ва он таърих дорад.

Аввалан, ин ҷуфти рекордии ҳадди аққал 1000 соли нур аст - масофаи дақиқро муайян кардан душвор аст ва он метавонад аз он бештар аз 20 маротиба дуртар бошад ва онро соли 2010 ҳамзамон Свифти НАСА ва MAXI-и Ҷопон кашф карданд. моҳвораҳо (аз ҳамин сабаб система пас аз моҳвора ва координатҳои система дар осмон MAXI J1659−152 номида мешаванд).

Сӯрохиҳои сиёҳ метавонанд ҳангоми решакан кардани моддаҳо рентгени шадиди дурахшон ба амал оранд: Мавод ба таври бениҳоят гарм карда мешавад ва аз тарафи майдонҳои магнитии пурқудрати атрофи сӯрохи сиёҳ ва худи он қамчин гирифта мешавад. Он метавонад ба ҳарорати миллионҳо дараҷа расад ва рентгенҳои рентгении аз Замин намоёнро тарконад. Дар ин ҳолат, модда аз ситораи ҳамроҳ, ки қабл аз гирифтани The Plunge Final ба диски атрофи сурохи сиёҳ меафтад, ҷудо мешавад. Ин дискест, ки хеле гарм ва равшан аст.

Расадхонаи рентгении аврупоӣ XMM-Newton ба дуэт беш аз 14 соат чашм дӯхт ва он чиро, ки бори аввал Свифт дидааст, тасдиқ кард: ғарқшавӣ хеле мунтазам дар равшанӣ дар ҳар 2,4 соат. Аз Замин мо мебинем, ки система ба канор ба гардиш давр мезанад ва чун ситора ва сӯрохи сиёҳ дар атрофи якдигар давр мезананд, номураттабии хурд дар диск шояд рентгенро баста, ғарқшавӣ ба вуҷуд оварад. Ҳамин тавр астрономҳо давраи мадорро муайян карданд. Ин видео аз ESA бояд кӯмак кунад:

Гап дар сари он аст, ки ҳеҷ роҳе вуҷуд надорад, ки ситораи ҳамсафар - як карлики сурх, тақрибан 1/4 ҳиссаи массаи Офтоб, ки ба сӯрохи сиёҳ наздик шуда бошад. Пас, чӣ гуна ба он ҷо расид?

Ин аст, ки чӣ гуна ин ҳама рӯй дода метавонад. Ман бо баъзе аз инҳо тахмин мезанам, аз ин рӯ одилона огоҳӣ диҳед, мегӯяд ман, аммо он ба омӯзиши суперноваҳо ва донистани каме дар бораи он, ки ин гуна системаҳо чӣ гуна инкишоф меёбанд, асос ёфтааст. Лектор огоҳӣ.

Чанде пеш, шояд миллиардҳо сол пеш ситораи дуӣ таваллуд шуда бошад. Яке ситораи хоксор, сурх / норинҷӣ ва сард, нисбат ба Офтоб каме камтар буд. Дигарӣ як ҳаюлое буд, ки каллаи гарми азими кабуд эҳтимолан аз массаи Офтоб 20 маротиба зиёдтар аст. Онҳоро бо даҳҳо ё садҳо миллион километр роҳҳо аз ҳам ҷудо мекарданд.

Ситораи кабуд сӯзишвории худро хеле зуд хӯрд. То он даме, ки он ҳамагӣ чанд миллион сол буд, аллакай мемурд. Он ба супергигенти сурх мубаддал гашта, ба ҳадде васеъ шуд, ки агар шумо Офтобро бо он иваз кунед, сатҳи ситора хеле хуб аз мадори Миррих дароз мешуд! Дар ин маврид, супергигенти сурх метавонист боди супер офтобиро тарконад ва қабатҳои болоии онро решакан кунад.

Бо вуҷуди ин, ситора чунон ба дараҷае варам кард, ки комилан имконпазир аст, ки ҳамсафари ситораи карахт ба маънои том худро дар дохили атмосфераи супергигенти сурх пайдо кард. Шояд шумо гумон кунед, ки ин корро ба зудӣ бозмедорад, аммо дар асл фазо калон аст ва атмосфераҳои сурхҷасади сурх пичиррос мезананд. Аммо - гарчанде ки он вақти зиёдро талаб мекард - оқибат нофаҳмиҳо мебуд ғалаба ба даст меорад ва карахт охиста-охиста ба сӯи ядрои ситора ворид мешавад.

Пас, офат. Ядрои супергигант сӯзишворӣ тамом шуд ва ба замин афтод. Ин реаксияи занҷириро оғоз мекунад, ки бо супернова, яке аз таркишҳои пуриқтидортарин дар Коинот хотима меёбад. Қабатҳои берунии ситораро дар таркиш кандаанд ва магзи он ба сӯрохи сиёҳ афтодааст.

Дар ин лаҳза ситораи хурдтар ба ядрои ситора хеле наздиктар буд ва зарбаи сахти таркишро аз сар гузаронд. Он метавонад массаи худро аз даст диҳад, зеро ғазаби супернова аз болои он вазидааст, аммо он зинда мемонд ва бинобар як quirk физика хориҷ карда намешуд, агар ситораи ибтидоӣ дар ҳодисаи фавқулодда каме бештар аз нисфи массаи худро гум накунад . Азбаски мо то ҳол он ҷо ситораро мебинем, мо медонем, ки ин ба вуқӯъ наомадааст. Ин маънои онро дорад, ки ситораи хурдтар дар мадори эллиптикӣ, ки ба сӯрохи сиёҳи навтаъсис ғарқ шудааст, баста монд.

Бо мурури замон, вазнинии сӯрохи сиёҳ маҷбур мекунад, ки мадор давр занад. Агар ситора ба қадри кофӣ наздик мебуд, ҷозибаи сурохии сиёҳ метавонист аз қисми берунии ситора маводро кашида, диски дурахшон ва гармро ба вуҷуд орад ... ва моро дар он ҷое, ки ҳоло ҳастем, тарк кунад.

Бисёр тафсилоти таърихи система муҳиманд. Ситораи хурд то чӣ андоза азим буд? Ин кӯмак мекунад, ки синну соли система муайян карда шавад. То он даме, ки охирин таркид, он то ба магзи ситораи калонтар наздик шуд? Он чӣ қадар массаро аз даст дод? Мо ҳатто ба массаи сурохии сиёҳ боварӣ надорем, гарчанде ки он шояд аз 3 то 20 ё ба андозаи бештар аз массаи Офтоб бошад - як массаи хеле маъмул барои сурохии сиёҳ. Бисёр чизҳое, ки мо ҳоло дар система мебинем, аз он вобастаанд, ки ин ду ситора дар ибтидо чӣ гуна буданд ва ин маълумот метавонад то абад гум шавад.

Аммо оянда чӣ гуна аст? MAXI J1659−152 кашф карда шуд, зеро он шиддат дошт, алангаи дурахшон. Эҳтимол аст, ки ситораи хурдтар ҳангоми паррондани маводи сӯрохи сиёҳ баъзе пароксизмҳо гузарад. Бо мурури замон он массаи бештарро ба сӯрохи сиёҳ гум мекунад ва оҳиста ба сӯи он чарх мезанад. Он рӯзе хоҳад омад, ки ногузир хоҳад буд, вақте ки мавҷи шадиди устоди азимтараш онро пора мекунад. Вақте ки ин ба вуқӯъ мепайвандад, шӯриш он чиро, ки ҳоло карда истодааст, дар муқоиса ба заиф менамояд. Мо дидем, ки чӣ ҳодиса рӯй медиҳад, вақте ки сӯрохиҳои сиёҳ ситораро пора мекунанд (бо пайравони ин ҷо ва инҷо) ва ин як воқеаи хеле драмавӣ аст. Ва бо ин дар назар дорам воқеан, воқеан, дар ҳақиқат драмавӣ. Он паёмҳоро бихонед, ки ман онро дар ин ҷо вайрон намекунам. Аммо ҷашнҳои муқаддас. Дар поёни кор, як ситораи пурра аз сӯрохи сиёҳ ҷудо шуда истодааст.

Ман бояд бигӯям: Аз болои он чизе, ки навиштам, назар андозед ва пиндоред, ки ман дар тӯб ҳастам, дар ин бинар як чиз нест, ки аҷиб ва аҷиб нест. Ҷиддӣ, ҳар як қадами ин танҳо flippin 'аҷиб аст, то идеяи сӯрохи сиёҳ, ки қодир аст дар атрофи тамоми ситора бо суръат садҳо маротиба тезтар аз тири туфанг парвоз кунад.

Ва аммо мо танҳо ба он дучор омадем, ки ҳикаки осмонӣ чанд сол пеш диққати моро ба худ ҷалб кард. Чун ҳамеша, ман бояд ҳайрон шавам: Чӣ бад аст дигар дар он ҷо танҳо интизори ёфтан аст?


Сӯрохи сиёҳи шадид ва фаврӣ метавонад ба мо бигӯяд, ки чӣ гуна ситораҳои мурда ба чунин ҳайвонҳо морф мешаванд

Вақте ки сурохии сиёҳ назар ба оне ки касе тасаввур мекард, тезтар ва азимтар аст, чӣ мешавад?

Сӯрохи сиёҳ дар системаи ситораҳои дуҷони Cygnus X-1 аввалин сӯрохи сиёҳ буд, ки то ҳол кашф шудааст. Ҳоло он пайдо шуд, ки дар коинот сареътарин ва назар ба оне, ки қаблан фикр карда мешуд, 50% зиёдтар буд. Чӣ ин ҳаюваро воқеан ошуфтааст, ин аст, ки ситораҳои воқеан дурахшон гумон мекарданд, ки пеш аз марг ва зомбификация ҳамчун сӯрохиҳои сиёҳ миқдори зиёди массаро аз даст медиҳанд Фаҳмидани он ки чаро ин қадар бузург аст, аммо ба ҳар ҳол мисли шайтон чарх мезанад, метавонад ба олимон кӯмак кунад, ки эволютсияи ситораҳои азимро, ки оқибат ба ҳалокаташон ҳамчун сӯрохиҳои сиёҳ мерасанд, бознигарӣ кунанд.

Бештар сӯрохиҳои сиёҳ

Астроном Ҷеймс Миллер-Ҷонс аз ICRAR (Маркази Байналмилалии Тадқиқоти Радиои Астрономия) дар Донишгоҳи Куртин дарк кард, ки сурохи сиёҳи Cygnus X-1 тақрибан ба қадри чашмдошт нарехтааст. Чунин ба назар мерасад, ки гӯё ин ҳайвони ваҳшӣ дар рӯ ба рӯи назарияҳо дар бораи пайдоиши сурохии сиёҳ бад механдад.

"Ин оммаи сурохии сиёҳ аст, ки мушкилтарин аст", - гуфт Миллер-Ҷонс, ки таҳқиқоти ба қарибӣ дар нашрияро роҳбарӣ кардааст Илм, гуфт SYFY СИМ. "Беҳтарин моделҳои назариявии имрӯзаи мо нишон медиҳанд, ки дар муҳити Роҳи Каҳкаш оммае, ки ситораҳои азим тавассути шамолҳои ситоравӣ дар тӯли умри чандмиллионсолаи худ гум кардаанд, бояд массаи сӯрохиҳои сиёҳро, ки онҳо эҷод мекунанд, на бештар аз 15 маротиба маҳдуд кунад массаи Офтоб ».

Радиатсия дар паси бодҳои ситоравӣ ҷойгир аст, ки зарраҳоро аз болои ситораҳои гарм ва ба фазо мекашонад (ҳамин тавр инфрасохтори барқии мо давра ба давра ҳангоми рух додани тӯфони офтобӣ ё партоби оммавии короналӣ бо он радиатсия вайрон мешавад). Ин шамолҳо метавонанд массаи ситораро бештар бо худ гиранд, агар фишори баланди радиатсия дар сатҳи баланди энергетикӣ вуҷуд дошта бошад ва ин тавзеҳ медиҳад, ки чаро ситораҳои дурахшон низ метавонанд массаи худро аз даст диҳанд. Ин қадар равшанӣ маънои онро дорад, ки энергияи бештар сӯзонида мешавад. Аз даст додани масса ҳатто метавонад тағирёбии ситораҳоро тағир диҳад. Аммо интизор шавед.

Ин аст он ҷое ки аҷиб мешавад. Агар сӯрохиҳои сиёҳ вақте ки тақрибан 15 массаи офтобиро ташкил медиҳанд, ба массаи ниҳоии худ мерасиданд, пас чӣ гуна сӯрохие дар Cygnus X-1 аз он болотар рафта метавонад? Чен кардани шамолҳои стеллерӣ дақиқан осон нест, ки ин сирро амиқтар мекунад. Инчунин он ҷо сӯрохиҳои сиёҳ мавҷуданд, ки ҳатто азимтаранд, аммо дар муҳити ба галактикаи мо монанд, ки дар он консентратсияи зиёди унсурҳои вазнин, ки боқимондаҳои ҷасадҳои ситора мебошанд, вуҷуд доранд.

Бурҷи Cygnus, ки дар он системаи Cygnus X-1 (боло) ҷойгир аст. Қарз: NASA

"Азбаски ин сурохии сиёҳ вуҷуд дорад, бояд роҳи шаклгирии он вуҷуд дошта бошад" гуфт Миллер-Ҷонс. "Мо чунин мешуморем, ки мо бояд моделҳои худро аз нав танзим кунем, ки чӣ гуна ситорагон вазиши шамолро коҳиш медиҳанд ва сатҳи талафоти оммавиро дар марҳилаҳои алоҳидаи ҳаёти ситора коҳиш медиҳанд. Мо инчунин бояд дар галактикаи Роҳи Каҳкашон сӯрохиҳои сиёҳро бештар пайдо кунем, то бифаҳмем, ки массаи максималии сурохии сиёҳ воқеан чист, то мо калибровкаи дақиқи моделҳои худро ба даст орем ».

Азбаски Миллер-Ҷонс ва дастаи ӯ тавонистанд массаи тақрибии сӯрохи сиёҳ ва дурии онро аз Замин муайян кунанд, пас онҳо тасаввурот пайдо карда метавонанд, ки то чӣ андоза шайтон чарх мезанад. Ҳангоми чарх задани сӯрохи сиёҳ, он дар атрофи вақти фосила кашол меёбад, ки он инчунин зарраҳои гардиширо, ки ноустувор мешаванд, кашола мекунад. Онҳо ба диски афзоиши гази сӯрохи сиёҳ кашида мешаванд ва дар атрофи он давр мезананд ва то даме ки аз уфуқи ҳодиса гузашта мераванд - нуқтаи бозгаштан. Суръат ҳар қадар тезтар бошад, зарраҳо ба ҳамон андоза наздик мешаванд, ҳамон қадар зудтар онҳо фаромӯш мешаванд.

Ҳар қадаре ки ба диски афзоиш равед, ҳамон қадар гармтар мешавад. Гармии кофӣ онро тавлид мекунад рентген, ки дурахши он ҳароратро дода метавонад. Маҳз ҳамин ҳарорат астрономҳо суръати сурохии сиёҳро нишон медиҳад. Сӯрохи сиёҳ дар Cygnus X-1-ро мегардонад, барои гардиш танҳо дар канори суръати рӯшноӣ чандон калон нест.

"Бо ин ҳарорат, пас агар мо масофаи сӯрохи сиёҳ ва массаеро, ки дар таҳқиқоти худ чен карда будем, донем. мо метавонем фаҳмем, ки он гази рентгенӣ ба сӯрохи сиёҳ то чӣ андоза наздик аст ва аз ин рӯ сурохии сиёҳ бояд то чӣ андоза чарх занад "гуфт Миллер-Ҷонс.

Аҷибаш он аст, ки ин сурохии сиёҳ он аст, ки эҳтимолан дар як супернова ба вуҷуд наомадааст. Тахмин мезананд, ки деви боқимондаи ситора буд, ки пас аз вазидани шамол қисми зиёди он мустақиман ба сӯрохи сиёҳ афтод. Азбаски массаи сурохи сиёҳ аз массаи ситораи пештара вобаста аст, масса, суръат ва масофаи аз нав ҳисобкардашудаи он ба олимон кӯмак карда метавонад, ки эволютсияи ситораҳои азимро, ки оқибат ба ҷазои онҳо ҳамчун сӯрохиҳои сиёҳ мерасанд, аз нав дида бароянд.

Ин чизе дар бораи сӯрохиҳои сиёҳ аст. Вақте ки шумо гумон мекунед, ки як сир ҳал шудааст, он торафт бештар таваллуд мекунад.


Пайвандҳо

Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, E-38200, Тенерифе, Испания

Ҷ. Исроилан, Р. Реболо, Ҷ. Касарес ва amp E. L. Мартин

Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Испания

Шӯъбаи астрономия, Донишгоҳи Калифорния, Беркли, 94720, Калифорния, ИМА

Шумо инчунин метавонед ин муаллифро дар PubMed Google Scholar ҷустуҷӯ кунед

Шумо инчунин метавонед ин муаллифро дар PubMed Google Scholar ҷустуҷӯ кунед

Шумо инчунин метавонед ин муаллифро дар PubMed Google Scholar ҷустуҷӯ кунед

Шумо инчунин метавонед ин муаллифро дар PubMed Google Scholar ҷустуҷӯ кунед

Шумо инчунин метавонед ин муаллифро дар PubMed Google Scholar ҷустуҷӯ кунед

Муаллифи дахлдор


Чӣ гуна супернова метавонад ба сурохии сиёҳи системаи дуӣ таъсир расонад? - Астрономия




Супернова дар бораи муайян кардани синни дуӣ нишонаҳо дорад
Варақаи матбуотии НАСА
Интишор: 9 декабри соли 2013

Маълумот аз расадхонаи рентгении рентгении Чандра НАСА боқимондаҳои сусти таркиши суперноваро ошкор кард ва ба муҳаққиқон дар муайян кардани Circinus X-1 - бинари рентгенӣ - ҷавонтарин ин синфи ашёи астрономии то имрӯз ёфтшуда мебошад.


Тасвири Circinus X-1, системаи ситораҳои дуҷонибаи рентгенӣ, ки онро расадхонаи рентгении Чандра гирифтааст. Кредити тасвирӣ: NASA

Тавре ки аз номаш бармеояд, бинарҳои рентгенӣ системаҳои ситора мебошанд, ки аз ду қисм иборатанд: бақияи ситораи паймон - ё ситораи нейтрон ё сӯрохи сиёҳ ва ҳамсафар - ситораи муқаррарӣ ба монанди офтоби мо. Ҳангоми давр задани якдигар, ситораи нейтрон ё сӯрохи сиёҳ газро аз ситораи ҳамроҳ берун мекашад. Ин газро миллионҳо дараҷа гарм мекунад ва радиатсияи шадиди рентгенӣ ба вуҷуд меорад ва ин ситораҳоро ба манбаҳои рентгении дурахшони осмон табдил медиҳад.

Себастян Ҳайнтс ва дастаи ӯ дар Донишгоҳи Висконсин-Мадисон (UW) кашф карданд, ки Circinus X-1 камтар аз 4600 сола аст, ки ин ҷавонтарин системаи бинарии рентгенӣ мебошад. Ин кашфиёт, ки дар баробари радиотелескоп дар Австралия сохта шудааст, ба олимон дар бораи ташаккули ситораҳои нейтронӣ ва суперноваҳо ва таъсири таркиши супернова ба ситораи ҳамсояи наздик фаҳмиши беназир медиҳад.

"Бинарҳои рентгенӣ ба мо имконият медиҳанд, ки моддаҳоро дар шароити шадид биомӯзем, ки дар лаборатория таҷдид кардан ғайриимкон аст" гуфт Ҳейнз. "Бори аввал мо метавонем ситораи тозаи нейтрониро дар системаи бинарии рентгенӣ омӯзем."

Астрономҳо дар саросари Роҳи Каҳкашон ва дигар галактикаҳои наздик садҳо бинари рентгениро кашф карданд. Аммо, ин дутарафаи рентгении кӯҳна, ки синну солашон одатан миллионҳо сол чен карда мешавад, танҳо маълумотро дар бораи он чӣ баъдтар дар эволютсияи ин системаҳо рӯй медиҳанд, ошкор мекунанд.

"Муҳим он аст, ки мо бинем, ки ин бинарҳои рентгенӣ дар ҳама марҳилаҳои ҳаёташон чӣ кор мекунанд" гуфт ҳаммуаллиф Пол Селл, инчунин аз UW. "Circinus X-1 ба мо нишон медиҳад, ки пас аз таваллуди яке аз ин ашё чӣ рӯй медиҳад, дар як мижа задан ба чашм."

Барои муайян кардани синну соли Circinus X-1, ба гурӯҳи астрономҳо лозим омад, ки маводро дар атрофи ҷуфти ситорагон тафтиш кунанд. Аммо дурахши бениҳоят калони ситораи нейтрон мушоҳида кардани он гази байни ситораҳоро хеле душвор сохт. Вақтҳои охир даста танаффусро ба даст овард, вақте ки онҳо ситораи нейтронро дар ҳолати хеле заиф мушоҳида карданд - он қадар хира буд, ки олимон рентгенро аз мавҷи зарбаи супернова, ки аз гази байни ситораҳои атроф шикофта буд, муайян кунанд.

"Азбаски супернова бо пайдоиши ситораи нейтрон ба вуҷуд омадааст, маҳдудияти мо дар синни боқимондаи супернова синну соли ситораи нейтронро дар Сиркини X-1 низ маҳдуд мекунад" гуфт ҳаммуаллиф Роберт Фендер аз Донишгоҳи Оксфорд дар ш. Бритониё

Ҷавонони Circinus X-1 ба фаҳмондани тағиротҳои ваҳшии он дар равшанӣ ва гардиши хеле ғайриоддии ду ситорааш, ки солҳо астрономҳоро ба ҳайрат меоварданд, кӯмак мекунад. Дар мадор хеле эксцентрикӣ - ғайридавлатӣ - ва даврае, ки дар давоми он ду ситора ҳар сол як чанд дақиқа кам мешаванд. Маҳз ҳамин чизест, ки барои бинари ҷавони рентгении дар натиҷаи таркиши супернова вайроншуда пеш аз он ки кашиши ҷозибаи ситорагон ба ҳамдигар вақт пайдо кунад, давр задани ва ба эътидол овардани мадор аст.

Мушоҳидаҳои қаблӣ бо телескопҳои дигар нишон доданд, ки майдони магнитии ситораи нейтрон дар Circinus X-1 заиф аст. Ин, ба ғайр аз синну соли ҷавонии системаи ситорагон, ба ду назарияи имконпазир оварда расонд: ё ситораи нейтрон метавонад бо майдони магнитии суст таваллуд ёбад, ё он вақте ки аз ситораи ҳамсафари худ ба худ чиз мекашад, зуд магнизатсия мешавад. Аз назарияҳои мавҷудаи эволютсияи ситораҳои нейтронӣ ягон хулоса интизор набуд.

Дар галактикаи мо, ягона бинари дигари рентгении дар боқимондаи супернова ҷойгиршуда SS 433 аст, ки аз 10000 то 100000 сола аст ва аз бисёр ҷиҳатҳо ба мисли версияи кӯҳнаи Circinus X-1 рафтор мекунад. Ду бинари дигари рентгении номзадҳо дар галактикаҳои наздик синашон ба SS 433 монанд аст.

Илова бар маълумоти Чандра, дар ин бозёфтҳо мушоҳидаҳои радио аз массиви паймонии телескопи Австралия муҳим буданд. Коғазе, ки ин натиҷаҳоро тавсиф мекунад, дар интернет дастрас аст ва дар шумораи 3 декабри The Astrophysical Journal пайдо мешавад.

Маркази парвозҳои кайҳонии Маршалл дар Ҳантсвилл, Ала., Барномаи Чандра барои Дирексияи Миссияи Илмии НАСА дар Вашингтонро идора мекунад. Расадхонаи астрофизикии Смитсон дар Кембриҷ (Массачусетс) фаъолияти илмӣ ва парвозии Чандраро назорат мекунад.


Эҳтимол, суперноваҳои Rogue ба суроғҳои сӯрохи сиёҳ ба фазо париданд

Ин тасвири телескопи кайҳонии Хаббл ва галактикаи эллиптикӣ бо пайраҳаҳои торики пурзӯр, нишонаи якҷояшавии галактикаи охиринро нишон медиҳад. Суперновае пайдо шуд, ки аз ин галактика дур аст, дар натиҷаи ҳамроҳшавӣ сурохии сиёҳи дуӣ. Қарз: NASA, ESA ва Райан Фоли

Суперноваҳои Rogue, ки дар фазои амиқ ба танҳоӣ метарканд, сирри астрономӣ доранд. Онҳо аз куҷо омадаанд? Чӣ гуна онҳо ба он ҷо расиданд? Ҷавоби эҳтимолӣ: аз рӯи як таҳқиқи нави профессори астрономия ва физикаи Донишгоҳи Иллинойс Райан Фоли, як сурхаки дуҷонибаи сиёҳ.

Бо истифода аз маълумот аз телескопи фосилаи Ҳаббл ва дигар телескопҳои НАСА, Фолей 13 ситораҳои баландсуръатро тарконда, ба галактикаҳои пайдошуда бозёфт, то омезиши хоси ҳодисаҳоро ба марги танҳоии ситорагон расонад. Бозёфтҳои ӯ дар Огоҳиномаҳои ҳармоҳаи ҷамъияти подшоҳии астрономӣ.

Фоли барои ҳалли муаммои як навъи нодири аҷибе, ки аз ҳама галактикаҳо ё кластерҳои ситораҳо дур пайдо шудааст, баромад. Суперновҳо ҳамчун калсий бой мебошанд, зеро онҳо миқдори фавқулоддаи калтсий тавлид мекунанд.

"Ба гирду атрофе, ки суперноваҳо метаркиданд, назар афканед, дар он ҷо ҳеҷ чиз нест - ҳеҷ осори пайдоиши ситораҳо, гурӯҳҳои ситораҳои кӯҳна, дар наздикии онҳо чизе нест" гуфт Фоли. "Пас, ман медонистам, ки ин чизҳо аз ҷои дигар оғоз ёфта, пеш аз марг ба масофаҳои дур ҳаракат мекарданд."

Мавқеъҳо ва кинематикаи суперноваҳаҳоро омӯхта, ӯ тавонист муайян кунад, ки ситораҳои таркандаро аз галактикаҳои худ бо суръати хеле баланд, миллионҳо сол қабл аз таркиданашон задаанд.

Барои фаҳмидани он, ки чӣ гуна суперноваҳо аз галактикаҳои худ то ним миллион сол дуртар рафтанд ва бо чунин суръати баланд ҳаракат карданд, ӯ ба галактикаҳое, ки пеш аз баровардани онҳо ситораҳоро ба вуҷуд оварда буданд, нигарист.

"Ҳар чизе, ки системаи ситораҳоро дар ҳолати таркиданаш қарор диҳад, ба маркази галактикаи он иртибот дорад" гуфт Фоли.

Аввалан, ӯ мушоҳида кард, ки бисёре аз галактикаҳо танҳо аз ситораҳои кӯҳна иборатанд, ки ин маънои онро дорад, ки суперноваҳои бойи калтсий бояд аз ҳисоби ситораҳои калонсол, ба монанди карликҳои сафед, омада бошанд. Пас аз қатъ шудани истеҳсоли энергияи нав аксар ситорагон ба карликҳои сафед мубаддал мешаванд.

Ин тасвирҳои телескопи кайҳонии Ҳаббл галактикаҳои эллиптикиро бо пайраҳаҳои торики сиёҳ ва имзои ҳамроҳшавии галактикаи охирин нишон медиҳанд. Ғубор ягона боқимондаи галактикаи хурдтарест, ки онро галактикаи калонтари эллиптикӣ истеъмол кардааст. "X" дар тасвирҳо ҷойгиршавии таркишҳои болоии навро, ки бо галактикаҳо алоқаманданд, нишон медиҳад. Ҳар як суперноваро шояд як ҷуфти сӯрохиҳои сиёҳи супермассивии марказӣ аз галактикаи соҳибаш берун кунанд. SN 2000ds (аз чап) аз галактикаи худ на камтар аз 12000 сол, NGC 2768 SN 2005cz (аз рост) аз галактикаи худ, аз NGC 4589, ҳадди аққал 7000 соли нур аст. NGC 2768, 75 миллион сол аз Замин ҷойгир аст ва NGC 4589 108 миллион соли нур аст.Суперноваҳо қисми барӯйхатгирии 13 супернова мебошанд, то муайян кунанд, ки чаро онҳо берун аз ҳудуди галактикаҳо таркиданд. Тадқиқот дар асоси тасвирҳои бойгонӣ, ки аз ҷониби якчанд телескопҳо, аз ҷумла Ҳаббл сохта шудаанд, асос ёфтааст. Ҳарду галактикаро камераи пешрафтаи Хаббл барои тадқиқот мушоҳида кардааст. Тасвири NGC 4589 11 ноябри соли 2006 ва тасвири NGC 2768 дар 31 майи соли 2002 гирифта шудааст. Қарз: NASA, ESA ва R. Foley (Донишгоҳи Иллинойс)

Барои тавлиди намуди таркишҳои мушоҳидашуда, як лучаки сафед бояд аз ситораи ҳамроҳаш масса холӣ кунад. Дар ин ҳолат, ду ситора дар системаи дуӣ қарор доранд, ки дар он ҷуфт то даме ки қувваҳои мавҷи якдигарро пора мекунанд, якдигарро давр мезананд. Он маводро ба ситораи дигар партофтаанд, ки боиси таркиш мегардад. Дар дохили галактикаҳо ҳазорон чунин суперноваҳои нав пайдо шуданд, аммо чӣ гуна ин ҳолатҳои тоқ ба парвозҳои яккафурӯши фазо тавассути фазо анҷом ёфтанд?

Пас аз он Фулей назар андохт, ки ҳамаи галактикаҳое, ки суперноваҳои гурезаро ба вуҷуд овардаанд, нишонаҳои якҷояшавӣ - ду галактикаи бархӯрд ва ба як галактикаи калон табдил ёфтанро нишон доданд. Ин аст, вақте ки ҳамаи порчаҳои муаммо барои Foley якҷоя шуданд.

"Суръатҳо ба таври бениҳоят баланд буданд, бо фармоиш 4,5 миллион мил дар як соат" гуфт Фоли. "Танҳо як роҳи ба зудӣ ҳаракат кардани системаи ситораҳои дуӣ вуҷуд дорад: зарба аз флайби наздики сурохи сиёҳи дутарафаи супермассив. Чӣ гуна шумо сӯрохи сиёҳи супермассивии дуиро ба даст меоред? Ду галактикаро муттаҳид кунед."

Ҳангоми якҷоя шудани галактикаҳо, сӯрохиҳои сиёҳи онҳо системаи дуӣро ташкил медиҳанд, ки хореографияи бодиққат ташкилшудаи ҳарду галактикаро вайрон мекунад. Ҳангоми ивазшавӣ баъзан системаи карлики сафедии дуӣ бо сурохии сиёҳи дуӣ дучор меояд.

Ин мисол сенарияи қобили мулоҳиза дар бораи таркиши ситораҳои овора ҳамчун суперноваҳо дар беруни ҳудуди галактикаро пешниҳод мекунад. 1) Як ҷуфт сӯрохиҳои сиёҳ ҳангоми якҷояшавии галактикаҳо якҷоя шуда, ҳар кадоми онҳоро то як миллион ситора кашола мекунанд. 2) Системаи ду ситора ба ду сӯрохи сиёҳ хеле наздик саргардон мешавад. 3) Сӯрохиҳои сиёҳ пас ситораҳои галактикаро бо вазнинӣ catapult мекунанд. Дар баробари ин, ситораҳоро ба ҳам наздик мекунанд. 4) Баъд аз баромадан аз галактика ситораҳои дуӣ ба ҳам наздиктар мешаванд, зеро энергияи мадорӣ аз дуо дар шакли мавҷҳои ҷозиба кашида мешавад. 5) Дар ниҳоят, ситорагон ба дараҷае наздик мешаванд, ки яке аз онҳоро қувваҳои мавсим ҷудо мекунанд. 6) Азбаски маводи ситораи мурда фавран ба ситораи зинда монда партофта мешавад, фавқулодда рух медиҳад. Қарз: NASA, ESA ва П. Ҷеффрис ва А. Фейлд (STScI)

"Шумо ду шарики рақс доред, онҳо д-си-до мекунанд ва як ҷуфт дур мешавад" гуфт Фоли. "Карахши сафед ва шарики он ба мисли лағжиш бароварда мешаванд ва пас аз тақрибан 50 миллион сол бо суръати баланд сайр кардан, дар мобайни ҷо таркидан мумкин аст. Ин як занҷири печидаи рӯйдодҳо аст, аммо маълум мешавад, ки он воқеан роҳи хеле мантиқӣ ба сӯи ин падидаи аҷиби суперноваҳои гиперветоатӣ. "

Фулей умедвор аст, ки дар оянда ин намудҳои суперноваро барои пайдо кардани системаҳои дутарафаи супермассивии сӯрохи сиёҳ истифода бурдан мумкин аст, ки онҳо падидаҳои нодир ва ҷолибанд, ки метавонанд ба вазнинӣ, нисбияти умумӣ ва махсус, квазарҳо, энергияи торик ва дигар асрори астрономия ва физика. Иллинойс аллакай дар якчанд тадқиқоти астрономия ширкат варзидааст, ки метавонанд барои суперноваҳои аз ҳад зиёд калтсий бой дошта бошанд.

"Ин суперновҳо метавонанд нонрезаҳо бошанд, то роҳи худро ба сӯрохиҳои сиёҳи дуҷонибаи супермассив пайдо кунанд ва мо эҳтимолан онҳоро бо рақамҳои хеле баландтар пайдо карда метавонем" гуфт Фоли.


Дорухат барои ҳамроҳшавии сурохии сиёҳ

Дарёфти мавҷи ҷозиба як рӯйдоди таърихӣ буд, ки аз марҳилаи нави астрономия мужда дод. Ҳоло як модели ададии Коинот ба муҳаққиқон имкон медиҳад, ки дар бораи системаи сурохии сиёҳ, ки ин мавҷро ба вуҷуд овардаанд, нақл кунанд. Мактубро бинед саҳ.512

Аввалин манбаи мавҷи ҷозиба рӯзи 14 сентябри соли 2015 ошкор карда шуд. Чаро баъзеҳо дар ҳайрат монданд, ки сигнал аз ҳамроҳшавии ду сӯрохи сиёҳ, ки ҳар кадоме аз массаи офтоб тақрибан 30 маротиба зиёдтар аст, омадааст. Ҳоло, дар саҳифаи 512, Белчинский ва диг. 1 на танҳо нишон медиҳад, ки чунин система метавонад табиатан аз фаҳмиши мо дар бораи он, ки ситораҳои системаҳои бинарӣ чӣ гуна муносибат мекунанд, ба вуҷуд меоянд, балки таърихи сӯрохиҳои сиёҳро аз таваллуди онҳо ҳамчун ду ситораи азим боз мекунанд.

Гурӯҳҳои дигари 2,3,4 кӯшиш кардаанд, ки манбаи мавҷи ҷозибаро тавсиф кунанд (ҳоло бо номи GW 150914), аммо кори Белчсинский ва ҳамкоронаш дар он фарқ мекунад, ки онҳо модели ададии Коинотро офаридаанд, ки ба ҳар марҳила имкон медиҳад аз эволютсияи ситораҳои дуӣ, ки аз пайдоиши Коинот то имрӯз пайгирӣ карда мешаванд. Ин ба онҳо имкон дод, ки рӯйхати бинарҳои сӯрохиҳои сиёҳи мушоҳидашударо ҷустуҷӯ кунанд, то онҳое, ки ба параметрҳои манбаи мавҷи ҷозиба мувофиқат мекунанд, мувофиқат кунанд. Сипас онҳо таҳаввулоти ҳар як манбаи номзадро пайгирӣ карданд, то эҳтимолияти нисбии он, ки манбаъ метавонад ин ҳодисаро ба вуҷуд оварад, муайян карда шуд ва ба ин васила муайян кард, ки эҳтимолияти он кадом аст.

Муаллифон ба хулоса омадаанд, ки сӯрохиҳои сиёҳ эҳтимолан аз ду ситорае оғоз ёфтаанд, ки массаашон 40-100 маротиба аз офтоб зиёдтаранд ва тақрибан 2 миллиард сол пас аз таркиши Бузург таваллуд шудаанд. Ин ситорагон пас аз 5 миллион соли дигар ба сӯрохиҳои сиёҳ мубаддал шуданд ва пас аз 10,3 миллиард сол ба ҳам омехта, сигнали мавҷи ҷозибаро, ки баъд аз 1,2 миллиард сол муайян карда шуд (расми 1). Сенарияҳои дигар имконпазиранд, аммо эҳтимолияти камтар доранд.

Бельчинский ва диг. 1 моделҳои ададии Коинотро барои кушодани таърихи системаи дуии сурохии сиёҳ истифода бурд, ки боиси мавҷи ҷозибаи дар соли 2015 шуда буд. а, Онҳо пешниҳод мекунанд, ки яке аз ду ситора дар системаи дуии пешиниён ҳамчун супернова таркида (нишон дода нашудааст), сӯрохи сиёҳро ташкил диҳад. б, Онро ситораи дуввум ҳангоми таҳаввул ва густариш ёфтааст ва системаеро ба вуҷуд меорад, ки дар он ду ашё як лифофаи газро тақсим мекарданд. в, Таъсири байни ду ашё масофаи байни онҳоро тадриҷан коҳиш дод ва ситораи дуюм сурохии сиёҳро ба вуҷуд овард. г., Ду сӯрохи сиёҳ бо паҳн кардани мавҷҳои ҷозиба наздик шуданро идома доданд, дар ниҳоят якҷоя шуданд ва мавҷҳои ҷозибаро тавлид карданд, ки қобилияти кофӣ дошта бошанд.

Сӯрохиҳои сиёҳ ҳаюло буданд ва натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ситораҳои пешгузаштаи онҳо баъзе аз дурахшонтарин ва азимтарин дар Коинот мебуданд. Агар синну соли пешниҳодшудаи ташаккули ситорагон дуруст бошад, он гоҳ онҳо метавонистанд дар реинонизатсияи Коинот - яке аз рӯйдодҳои асосии эволютсияи Коинот саҳмгузор бошанд. Инчунин эҳтимол дорад, ки ситорагон аз ҷиҳати таркиб нисбатан пок буданд: онҳо бештар аз гидроген ва гелий иборат буданд ва камтар аз 10% унсурҳои вазнин (ба монанди карбон, оксиген ва оҳан), ки Офтоби моро ифлос мекунанд, иборат буданд. Ин нишон медиҳад, ки ситорагон дар як галактикаи хурди карахтӣ буданд, на як галактикаи калони спирали, ба монанди Роҳи Каҳкашони худамон.

Ин тадқиқот аз ду сабаб муҳим аст. Аввалан, GW 150914 барои назарияи эволютсияи ситоравӣ озмоиши ҷолибе пешкаш мекунад. Пештар, суперноваҳои фурӯпошии аслӣ марҳилаи охирини ҳаёти ситораҳоро нишон медоданд, ки барои маҳдуд кардани табиати ситораҳои пешгузаштаи 5 истифода мешуданд. Бельчинский ва диг. берун аз он ба ҳодисаи ниҳоӣ, ки дар дохили бинарии ситора ба амал меояд, ки аллакай аз ду супернова зинда мондааст. Аз ин рӯ, кори онҳо дар таҳаввулоти ситоравӣ ва он ки чӣ гуна ситорагон дар болои supernovae мемиранд, маҳдудиятҳои қатъӣ эҷод мекунанд. Сониян, он роҳи нави чен кардани дурустии моделҳои ташаккули ситора ва эволютсияи кайҳониро дар тӯли таърихи Коинот фароҳам меорад.

Албатта, огоҳӣ ва тахминҳо мавҷуданд, ки ба модели Бельчинский ва ҳамкоронаш номуайянӣ меоранд. Як номуайянӣ ин аст, ки то чӣ андоза сурохии сиёҳе, ки аз ҷониби ситора ба вуҷуд омадааст, метавонад бо тарзи таркиш доштани суперноваҳои сурохии сиёҳ муайян карда шавад. Табиати таркишбахши ситораҳои азим мавзӯи доғи таҳқиқот мебошанд ва бо далелҳои 6,7 нишон медиҳанд, ки сӯрохиҳои сиёҳ метавонанд бевосита аз ситорагон бидуни супернова пайдо шаванд, ки инро Белчинский ва ҳамкоронаш тахмин мекунанд. Аммо ситорагон метавонанд сӯрохиҳои сиёҳ пайдо кунанд ва тарканд. Дар системаҳои дуӣ, ин ба табиати системаи ниҳоии сӯрохиҳои сиёҳ ва вақти ба ҳам омехтани сӯрохиҳои сиёҳ таъсир мерасонад.

Номуайянии дигар марҳилаи фосилавии эволютсияи дутарафаи ситораро дар бар мегирад. Ҳангоми таҳаввул шудани ситораҳои дутарафа, радиусҳои онҳо зиёд мешаванд ва баъзан ба андозаи мадори худ меафзоянд, то онҳо роҳи ҳамдигарро гиранд - инро фазаи лифофаи умумӣ меноманд. Одатан, ситорае, ки аввал меафзояд, лифофаи берунии газро гум мекунад ва як ядрои хурди гармро боқӣ мегузорад, ки дар ниҳоят сӯрохи сиёҳро ташкил медиҳад. Дар ин раванд орбитаи бинарӣ андозаи худро коҳиш медиҳад. Ҳангоми якҷояшавии ду сӯрохи сиёҳ, ҳарду объект вақте ки ба вуҷуд меомаданд, наздиктар мешуданд, ҳамон қадар зудтар ба ҳам мепайвандад. Аммо муҳаққиқон намедонанд, ки сарфи назар аз даҳсолаҳо корҳое, ки барои дарёфти посухи 8 бахшида шудаанд, дар марҳилаи лифофа чӣ қадар коҳиш ёфтааст.

Сигналҳои мавҷи ҷозибаи оянда метавонанд ба астрофизикҳо кӯмак расонанд, ки ҳарду номуайяниро маҳдуд кунанд, аммо ҳоло Белчжинский ва диг. модели "оптимистӣ" ва "пессимистӣ" -и Коинотро тавлид кунед, то сатҳи баландтарин ва пасттарини ҳамроҳшавии сурохии сиёҳро арзёбӣ кунед. Онҳо нишон медиҳанд, ки системаҳое, ки бинарҳои дуҷонибаи сиёҳро ба вуҷуд меоранд, ки GW 150914 -ро тавлид мекунанд, дар ҳарду модел ба вуҷуд меоянд ва суръати ҳамроҳшавии сурохии сиёҳ дар Коинот, ки аз ошкоркунии мавҷи ҷозиба бармеоянд, мувофиқат мекунад. Муаллифон инчунин пешниҳод мекунанд, ки гардиши ситорагон дар атрофи меҳварҳои худ барои шарҳи аксари манбаъҳои ҷозибаи ҷозиба талаб карда намешавад, аммо пешниҳод карда шуд, ки чунин гардиш метавонад шумораи ҳамроҳшавии сӯрохиҳои сиёҳро 9 афзоиш диҳад. Бо вуҷуди ин, ҳанӯз ҳам корҳои бештаре анҷом дода мешаванд ва физикаи бештаре ба моделҳо дохил карда мешаванд.

Таҳқиқи Белчинский ва ҳамкоронаш бениҳоят ҷолиб аст, зеро он таъсири маҳдудияти навро дар бораи чӣ гуна таҳаввул шудани ситорагон ва Коинот муайян мекунад, ки онро GW 150914 муайян кардааст. Бо ҳар як сигнали ҷозибаи мавҷи кашфшуда мо чизи наверо меомӯзем. Ва бо овозаҳо дар бораи он, ки ба қарибӣ чорабиниҳои бештар эълон карда мешаванд, шояд мо барои дарси оянда хеле дер интизор нашавем.


Мақолаи Шарҳи MINI

  • 1 Шӯъбаи физика ва астрономия Галилео Галилей, Донишгоҳи Падова, Падова, Италия
  • 2 INFN & # x02013 Падова, Падова, Италия
  • 3 INAF & # x02013Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Италия

Мо равандҳои асосии физикиро, ки боиси пайдоиши сӯрохиҳои сиёҳи дуҷонибаи ситоравӣ (BBH) ва якҷояшавии онҳо мешаванд, баррасӣ мекунем. BBHҳо метавонанд аз эволютсияи ҷудошудаи ситораҳои азими дуӣ ба вуҷуд оянд. Физикаи суперноваҳои фурӯпошии аслӣ ва раванди лифофаи умумӣ яке аз манбаъҳои асосии номуайянӣ дар ин канали ташаккулёбӣ мебошанд. Alternatively, two black holes can form a binary by dynamical encounters in a dense star cluster. The dynamical formation channel leaves several imprints on the mass, spin and orbital properties of BBHs.


Supernova Blast Provides Clues to Determining Age of Binary Star System

Data from NASA's Chandra X-ray Observatory has revealed faint remnants of a supernova explosion and helped researchers determine Circinus X-1 -- an X-ray binary -- is the youngest of this class of astronomical objects found to date.

As the name suggests, X-ray binaries are star systems made up of two parts: a compact stellar remnant -- either a neutron star or a black hole and a companion star -- a normal star like our sun. As they orbit one another, the neutron star or black hole pulls in gas from the companion star. This heats the gas to millions of degrees, producing intense X-ray radiation and making these star systems some of the brightest X-ray sources in the sky.

Sebastian Heinz and his team at the University of Wisconsin-Madison (UW) discovered Circinus X-1 is less than 4,600 years old, making it the youngest X-ray binary system ever seen. This discovery, made in parallel with a radio telescope in Australia, provides scientists unique insight into the formation of neutron stars and supernovas, and the effect of the supernova's explosion on a nearby companion star.

"X-ray binaries provide us with opportunities to study matter under extreme conditions that would be impossible to recreate in a laboratory," Heinz said. "For the first time, we can study a newly minted neutron star in an X-ray binary system."

Astronomers have detected hundreds of X-ray binaries throughout the Milky Way and other nearby galaxies. However, these older X-ray binaries, with ages typically measured in millions of years, only reveal information about what happens much later in the evolution of these systems. "It's critical that we see what these X-ray binaries are doing at all stages of their lives," said co-author Paul Sell, also of UW. "Circinus X-1 is showing us what happens in a cosmic blink of an eye after one of these objects is born."

To determine the age of Circinus X-1, the team of astronomers needed to examine the material around the orbiting pair of stars. However, the overwhelming brightness of the neutron star made it too difficult for researchers to observe that interstellar gas. The team recently caught a break, when they observed the neutron star in a very faint state -- dim enough for scientists to detect the X-rays from the supernova shock wave that plowed through the surrounding interstellar gas. "Since the supernova was triggered by the formation of the neutron star, our limit on the age of the supernova remnant also limits the age of the neutron star in Circinus X-1," said co-author Robert Fender of the University of Oxford in the U.K.

The youth of Circinus X-1 helps explain its wild swings in brightness and the highly unusual orbit of its two stars, which had puzzled astronomers for years. The orbit is very eccentric -- non-circular -- and the period during which the two stars orbit each other is decreasing by several minutes every year. This is exactly what is expected for a young X-ray binary disrupted by a supernova explosion before the gravitational pull of the stars on each other has had time to circularize and stabilize the orbit.

Previous observations with other telescopes indicated the magnetic field of the neutron star in Circinus X-1 is weak. That, in addition to the star system's young age, has led to two possible theories: either a neutron star can be born with a weak magnetic field, or it can quickly become de-magnetized as it pulls material from its companion star onto itself. Neither conclusion was expected from existing theories of neutron star evolution.

In our galaxy, the only other established X-ray binary within a supernova remnant is SS 433, which is between 10,000 and 100,000 years old, and behaves in many ways like an older version of Circinus X-1. Two other candidate X-ray binaries in nearby galaxies have ages similar to SS 433.

In addition to the Chandra data, radio observations from the Australia Telescope Compact Array were critical in these findings. A paper describing these results is available online and appears in the Dec. 3 issue of The Astrophysical Journal.

NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Ala., manages the Chandra program for NASA's Science Mission Directorate in Washington. The Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Mass., controls Chandra's science and flight operations.


Blistering Stars in the Universe: Rare Insights Into How Violent Supernova Explosions Affect Nearby Stars

What happens if a supernova explosion goes off right beside another star? The star swells up, which scientists predict as a frequent occurrence in the Universe. Supernova explosions are the dramatic deaths of massive stars that are about 8 times heavier than our Sun.

Most of these massive stars are found in binary systems, where two stars closely orbit each other, so many supernovae occur in binaries. The presence of a companion star can also greatly influence how stars evolve and explode. For this reason, astronomers have long been searching for companion stars after supernovae — a handful have been discovered over the past few decades and some were found to have unusually low temperatures.

When a star explodes in a binary system, the debris from the explosion violently strikes the companion star. Usually, there’s not enough energy to damage the whole star, but it heats up the star’s surface instead. The heat then causes the star to swell up, like having a huge burn blister on your skin. This star blister can be 10 to 100 times larger than the star itself.

The swollen star appears very bright and cool, which might explain why some discovered companion stars had low temperatures. Its inflated state only lasts for an ‘astronomically’ short while — after a few years or decades, the blister can “heal” and the star shrinks back to its original form.

In their recently published study by a team of scientists led by OzGrav postdoctoral researcher Dr. Ryosuke Hirai (Monash University), the team carried out hundreds of computer simulations to investigate how companion stars inflate, or swell up, depending on their interaction with a nearby supernova. It was found that the luminosity of inflated stars is only correlated to their mass and doesn’t depend on the strength of the interaction with supernova. The duration of the swelling is also longer when the two stars are closer in distance.

“We applied our results to a supernova called SN2006jc, which has a companion star with a low-temperature. If this is in fact an inflated star as we believe, we expect it should rapidly shrink in the next few years,” explains Hirai

The number of companion stars detected after supernovae are steadily growing over the years. If scientists can observe an inflated companion star and its contraction, these data correlations can measure the properties of the binary system before the explosion — these insights are extremely rare and important for understanding how massive stars evolve.

“We think it’s important to not only find companion stars after supernovae, but to monitor them for a few years to decades to see if it shrinks back,” says Hirai.

Reference: “Observability of inflated companion stars after supernovae in massive binaries” by Misa Ogata, Ryosuke Hirai and Kotaro Hijikawa, 21 May 2021, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stab1439