Установлена причина загадочного излучения массивной звезды в созвездии Кассиопея

Астрономы наконец раскрыли природу загадочного рентгеновского излучения звезды γ Кассиопеи – одного из самых необычных объектов в созвездии Кассиопея, видимого невооруженным глазом. Новые данные, полученные с помощью японского космического телескопа XRISM, позволили установить, что источник этого излучения – не сама массивная звезда, а ее компаньон – белый карлик в двойной системе. Об открытии сообщется в журнале Astronomy & Astrophysics.

Звезда γ Кассиопеи давно привлекала внимание ученых. Еще в XIX веке она стала первой из так называемых Be-звезд – быстро вращающихся массивных светил, которые периодически выбрасывают вещество, формируя вокруг себя газовый диск. Однако в 1976 году было обнаружено, что γ Кассиопеи излучает рентгеновские лучи с мощностью примерно в 40 раз выше, чем у похожих звезд. Температура плазмы в системе превышает 100 миллионов градусов, а ее излучение демонстрирует необычайно быструю изменчивость.

За десятилетия наблюдений астрономы нашли около двадцати подобных объектов, так называемых «аналогов γ Кассиопеи». Однако природа их излучения оставалась неясной. Среди гипотез рассматривались магнитные взаимодействия между звездой и ее диском, а также наличие компактного компаньона – нейтронной звезды или белого карлика, поглощающего вещество.

Новое исследование, проведенное международной группой ученых, поставило точку в этом вопросе. С помощью высокоточного спектрометра на борту XRISM были проведены наблюдения системы в течение нескольких месяцев, охватывающих полный 203-дневный орбитальный цикл.

Ключевым открытием стало то, что спектральные линии горячей плазмы смещаются в соответствии с движением белого карлика, а не самой Be-звезды. Это стало прямым доказательством того, что именно компактный объект является источником рентгеновского излучения. Кроме того, относительно узкая ширина спектральных линий указывает на то, что белый карлик обладает сильным магнитным полем, которое направляет падающее вещество к его полюсам.

Таким образом, γ Кассиопеи и ее аналоги были окончательно классифицированы как двойные системы типа Be + белый карлик. Это важный шаг вперед, поскольку такие системы долгое время предсказывались теоретически, но не были надежно подтверждены наблюдениями.

Ученые также отмечают, что подобные системы встречаются примерно у 10 процентов массивных Be-звезд, что противоречит существующим моделям, предсказывающим более широкое распространение таких объектов, включая звезды меньшей массы. Это расхождение указывает на необходимость пересмотра моделей эволюции двойных систем, особенно механизмов переноса массы между компонентами.

Понимание природы таких систем важно не только для астрофизики звезд, но и для более широких областей науки, включая изучение источников гравитационных волн. Исследование γ Кассиопеи открывает новые перспективы в понимании жизни и эволюции двойных звездных систем во Вселенной.