Цього ніхто не очікував. Не зовсім.
Астрономи не шукали «космічного єдинорога». Вони вивчали тьмяну, непомітну ділянку неба поряд з одним із найвідоміших «зоряних цвинтарів» Чумацького Шляху. Натомість вони знайшли те, що спростовує підручники: два окремі залишки наднових, залишених однією подвійною зірковою системою.
Це перший підтверджений випадок подвійного залишку наднової. Дві зірки, що мільйони років оберталися один навколо одного, загинули. Їх смерть розділили тисячі років, а їхні руїни досі перебувають у гравітаційних обіймах, які важко пояснити з погляду простої фізики.
Відкриття зроблено в тіні IC 443. Більш відомою як Туманність Медуза цей залишок є об’єктом постійного вивчення галактики. Це один із найяскравіших прикладів прискорення протонів – ключового механізму генерації космічних променів. G189.6+3.3 знаходиться поряд. Тьмяний. Тихий. Невидимий. До сьогоднішнього дня.
Доказ від «Фермі»
Команда на чолі з Мілтіадісом Михайлідісом зі Стенфордського університету не знайшла це випадково. Ну майже. Вони витратили 16 років на аналіз даних космічного телескопа NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope.
Їхня початкова мета була проста: вивчити G189.6+3.3. Зрозуміти, що це таке, хто його підірвав і колись.
Вони об’єднали дані гамма-випромінювання з рентгенівськими, радіо-, ультрафіолетовими та оптичними спостереженнями. Сигнал був слабким, і його важко було зафіксувати. Але Emerging закономірності виявилися дивними.
Замість рівномірного свічення північна половина G189.6+3 була домінована прискореними протонами. Південна половина? Електрони.
Чистий поділ. Точний кордон.
Чому? Вся справа у географії. Північна кромка залишку врізається в щільну хмару водневого газу. Швидкі протони стикаються з цією щільною речовиною, виробляючи гамма-промені. У південній частині такої хмари немає. Фізика змінюється. Процеси, керовані електронами, беруть гору. Ультрафіолетові дані підтвердили, що ударна хвиля на півночі сповільнилася після зіткнення із газом. Усі шматочки пазла зійшлися.
Але це пояснювало лише самий залишок. Він не пояснював сусіда.
Не збіг
IC 443 взаємодіє з тією ж газовою хмарою.
Якщо два об’єкти взаємодіють з тією самою структурою оточення, швидше за все, вони знаходяться на одній відстані. В одному просторі. Одночасно. Із спільною історією?
Збіги трапляються. У астрономії це відбувається постійно. Щоб унеможливити випадковість, дослідники провели симуляцію. Вони створили 1 мільйон гіпотетичних подвійних зіркових систем. Вони вирахували шанси того, що два незв’язані залишки наднових виявляться так близько один до одного виключно через випадок.
Імовірність становила від 1 до 1000 до 1 до 100 залежно від методу розрахунку.
Низька імовірність. Висока впевненість у зв’язку.
Ці два залишки пов’язані. Вони мають загальне походження.
Різниця в часі
Тут цікаво. І реально.
Зазвичай, подвійні зірки вибухають майже одночасно. Обидва колапсують. Обидва вибухають. Один за одним.
Ці два вибухнули не так.
Команда оцінила час вибухів. Різниця? Десятки тисяч років.
Цей розрив є логічним, якщо подумати про масу. У подвійній системі одна зірка часто важча. Вона згоряє швидше. Вона вмирає першою. Вона вибухає як наднова. Її компаньйон виживає. Він мешкає ще тисячі, можливо, десятки тисяч років. Зрештою, він також вмирає.
Отже, перша зірка вибухнула. Друга продовжила обертатися довкола уламків. Потім друга зірка теж вибухнула.
Два залишки наднових від однієї пари подвійних зірок. Розділені часом. Пов’язані гравітацією та близькістю.
Чому це важливо
Ми маємо комп’ютерні моделі. Є теорія. Масивні подвійні зірки живуть, взаємодіють та вибухають.
Ця система дозволяє перевірити ці моделі. Чи не абстрактними математичними викладками. А реальними даними.
Михайлідіс чітко бачить вигоду. Вимірявши відстань між центрами вибухів двох залишків, астрономи зможуть розрахувати фактичну енергію, що вивільнилася за кожної наднової.
Досі? Це число було лише припущенням. Лише теоретичні оцінки.
«Тепер ми можемо справді це перевірити», — сказав Михайлідіс.
Наступний крок – полювання. Пошук інших подібних пар по всій галактиці. Чому ця система така унікальна? Чому ми пропустили її, поки гамма-очі “Фермі” не заглянули глибше?
Десь там, у космічному шумі, можуть ховатися інші системи. Чекають, щоби їх знайшли.
