4.3K
Удивительный новый класс рентгеновских пульсирующих переменных звезд обнаружен группой американских и канадских астрономов, возглавляемых Скоттом Энглом и Эдвардом Гвинаном из Университета Вилланова (США). Наблюдения показывают, что яркий прототип классической цефеиды d Cephei является периодическим импульсным источником рентгеновского излучения.
Звезда d Cep находится на расстоянии 890 световых лет от нас. Цефеиды – известный класс пульсирующих переменных звезд. Измеряя периоды пульсации и яркость цефеид, астрофизики могут определить расстояние до других галактик и откалибровать внегалактическую шкалу расстояний. Цефеиды также играют все более важную роль в усилиях по точному измерению скорости расширения Вселенной.
Данные о d Cep, недавно полученные рентгеновской обсерваторией «Chandra» в сочетании с предыдущими измерениями спутника «XMM-Newton», показали, что она имеет рентгеновские вариации, происходящие в соответствии с 5,4-дневным пульсационным периодом сверхгиганта. Рентгенограммы наблюдаются на всех фазах пульсации звезды, но резко возрастают на 400% в моменты, когда звезда увеличивается до максимального диаметра, в 45 раз превышающего Солнце.
«Наши первые рентгенологические наблюдения цефеид проводились в 2006 году, и первые выводы были встречены с добрым скептицизмом. Представление о том, что цефеиды могут быть активными в рентгеновских лучах, казалось надуманным, потому что эти звезды всего лишь в несколько раз более массивные и горячие, чем Солнце. Более десяти лет спустя мы, наконец, показали, что на самом деле они могут быть рентгеновскими переменными, но работа еще далека от завершения. Теперь нам нужно понять, как они генерируют и модулируют рентгеновское излучение», – говорит Скотт Энгл.
d Cep – яркая звезда, которую легко увидеть без телескопа на севере в созвездии Цефея. Эта желтая звезда-супергигант с вариацией оптической яркости была обнаружена в 1784 году и стала одной из первых известных переменных звезд. Ее световые вариации являются результатом радиальных пульсаций, в которых звезда сжимается и расширяется, а также изменяет яркость с периодом в 5,4 дня. Поверхность d Cep достигает скорости около 132 000 километров в час. Она сжимается и вырастает примерно на 3 миллиона километров в течение каждого периода пульсации.
Анализ рентгеновских данных свидетельствует о неожиданном присутствии очень горячей плазмы в d Cep с температурой выше 10 миллионов градусов Цельсия. 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. Еще несколько цефеид изучаются, чтобы понять источник нагретой, излучающей рентгеновские лучи плазмы.
Исследовательская группа во главе с Энглом и Гвинаном ранее использовала космический телескоп «Hubble» для изучения линий ультрафиолетового излучения от d Cep и других цефеид. Эти эмиссионные линии возникают в плазме температурой до 300 000 градусов Цельсия. Ультрафиолетовое излучение также изменяется в соответствии с периодами пульсаций цефеид, но резко возрастает после достижения минимального радиуса, в отличие от рентгеновских излучений, пик которых приходится на максимальный радиус. Команда по-прежнему изучает, почему пики ультрафиолетового и рентгеновского излучения достигают максимума в таких разных фазах пульсаций звезды.
«Классические цефеиды считаются самыми важными переменными звездами на небе. Эти пульсирующие сверхгиганты использовались с середины 1920-х годов для измерения расстояний до галактик и определения скорости расширения Вселенной. После многих попыток неспособность обнаружить рентгеновские лучи от цефеид заставила астрономов отказаться от идеи об их рентгеновской пульсации. Так что было большим (но приятным) сюрпризом обнаружить рентгеновское излучение от d Cep и нескольких других цефеид», – сказал Эдвард Гвинан.
Открытие рентгеновских лучей для d Cep и некоторых других цефеид является самым новым в списке недавно обнаруженных свойств цефеид. К ним относятся околозвездные газовые и пылевые среды, инфракрасные избытки и линии ультрафиолетового излучения. Комбинация открытий показывает, что цефеиды после двух столетий изучения все еще имеют свои секреты. Учитывая астрофизическое и космологическое значение цефеид, все новые открытия необходимо лучше понять. Астрономы планируют рентгеновские наблюдения других ярких цефеид, чтобы разгадать физику их поведения.