NASA научилось предсказывать мощные космические взрывы

Кадр компьютерной анимации, показывающий, как нейтронная звезда засасывает газ из атмосферы звезды-компаньона. NASA

Взрывы происходят на нейтронной звезде размером с типичный город — остатке гигантской звезды, давным-давно взорвавшейся сверхновой и схлопнулась в сверхплотный уголек. Теперь она закачивает материал из звезды-компаньона по мере того, как оба объекта обращаются друг вокруг друга каждые 3,8 часа.

У нейтронной звезды необычайно сильное притяжение, поэтому она вытягивает газ из атмосферы звезды-компаньона. Газ по спирали устремляется к нейтронной звезде, постепенно накапливаясь на ее поверхности, пока не нагревается до критической температуры. Внезапно газ на маленьком участке поверхности нейтронной звезды воспламеняет мощный взрыв, и пламя быстро охватывает всю звезду.

«Мы обнаружили часовой механизм, который тикает всё медленнее и медленнее, и когда он замедляется слишком сильносильно — бабах! Взрывается бомба», — сказал руководитель научно-исследовательской группы Диего Альтамирано из Амстердамского университета.

Взрыв выглядит, как яркая вспышка рентгеновских лучей.

Исследование было проведено с использованием Рентгеновского хронометрического спутника Росси (RXTE) NASA.

Нейтронная звезда выдает от 7 до 10 взрывов в день. Эти взрывы за 100 секунд высвобождают больше энергии, чем наше солнце излучает за целую неделю. Энергия эквивалентна одновременному взрыву 100 водородных бомб на каждом участке размером с почтовую марку по всей поверхности умирающей звезды.

Нейтронная звезда из 4U 1636-53 производит от 7 до 10 взрывов в день, как показано на этом компьютерном рисунке. NASA

Ученые наблюдали тысячи таких взрывов на восьми десятках различных нейтронных звезд, — сообщается во вчерашнем заявлении NASA, — но до сих пор не могли предсказать, когда они произойдут.

По мере того, как газ накапливается на поверхности нейтронной звезды, атомы, из которых он состоит, врезаются друг в друга, формируя более тяжелые атомы в процессе синтеза. Иногда синтез проходит по стабильной повторяющейся схеме, производя практически регулярный рентгеновский сигнал, называемый квази-периодической осцилляцией. Квази-периодческую осцилляцию можно уподобить часам, тикающим с практически идеальной точностью.

Ученые, ожидают, что часы квази-периодической осцилляции должны тикать с интервалом в две минуты (120 секунд). Именно это обнаружила группа Альтамирано, наблюдая за двойной системой с помощью RXTE. Но помимо этого группа заметила, что осцилляция начинает тикать все медленнее и медленее о мере накопления газа на поверхности. Когда она замедляется до одного цикла каждые 125 секунд, нейтронная звезд выдает мощный взрыв.

«Теперь мы можем предсказывать такие взрывы», — сказал Альтамирано.

Эта двойная система называется 4U 1636-53 и находится в 20 000 световых лет от нас. Естественно, что «предсказания» касаются взрывов, уже произошедших 20 000 лет тому назад, и только свет от них дошел до нас сегодня.