Люди часто думают, что археология — это раскопки где-нибудь в непроходимых джунглях или внутри древнеегипетских пирамид. Однако группа астрономов доказала, что звезды и их останки тоже подходят для проведения особого вида археологических раскопок — космических. Изучая данные рентгеновской обсерватории Chandra НАСА, команда астрономов исследовала остатки после взрыва сверхновой. Эта «археология сверхновых» позволила получить важные сведения о звезде, совершившей самоубийство более миллиона лет назад.
Сегодня звездная система, зарегистрированная в каталогах под индексом GRO J1655-40, содержит черную дыру, масса которой почти в семь раз превышает массу Солнца, и звезду-компаньона, масса которой примерно в два раза меньше. Однако так было не всегда. Изначально там было две яркие крупные звезды. Однако более массивная из них израсходовала все свое ядерное топливо и взорвалась. Обломки упали на звезду-компаньона, вращающуюся вокруг нее, как показано на визуализации художника.
После того как внешние слои были выброшены в окружающее пространство, остатки взорвавшейся звезды стремительно коллапсировали и сформировали черную дыру, которая существует по сей день. Расстояние между черной дырой и ее спутником со временем уменьшилось. Когда расстояние между ними стало достаточно маленьким, черная дыра с ее мощной гравитацией начала вытягивать материю из своего компаньона.
Основная часть этого вещества погружалась в черную дыру, но небольшое его количество попало на аккреционный диск, вращающийся вокруг черной дыры. Под воздействием мощных магнитных полей и трения на диске вещество выбрасывается в межзвездное пространство в виде мощного звездного ветра.
Именно здесь и начинается рентгеновская археологическая охота. Астрономы использовали «Чандру» для наблюдения за системой GRO J1655-40 в 2005 году, когда она была особенно яркой в рентгеновском диапазоне. Chandra идентифицировал спектральные признаки отдельных химических элементов, содержащихся в ветре черной дыры, анализируя данные о яркости рентгеновского излучения на разных длинах волн.
Команда астрономов, изучившая данные «Чандры», смогла восстановить ключевые физические характеристики взорвавшейся звезды по признакам, запечатленным в рентгеновском излучении, сравнив спектры с компьютерными моделями других сверхновых.
По соотношению 18 различных элементов в ветре исследователи обнаружили, что звезда, уничтоженная в результате взрыва сверхновой, была примерно в 25 раз крупнее Солнца и содержала гораздо больше элементов тяжелее гелия по сравнению с Солнцем. Авторы составили любопытную таблицу сравнения содержания спектрально определяемых тяжелых элементов в звездном ветре GRO J1655-40, звезде-компаньоне и в среднем по видимой Вселенной.
Статья, описывающая эти результаты, под названием «Археология сверхновых с помощью изучения ветра двойных звезд в рентгеновском диапазоне на примере GRO J1655−40» была опубликована в The Astrophysical Journal. Анализ демонстрирует реальную возможность ретроспективного восстановления облика и характеристик предшественниц сверхновых в двойных звездных системах.
