После полувека почесывания затылков астрономы наконец-то вычислили источник необычного рентгеновского излучения от яркой звезды гамма-Кассиопеи. Виновник? Невидимый звездный компаньон, который тайком высасывает материал из своего более крупного соседа. По сути, это космический аналог того, кто стащил последний кусок пиццы.

Новые данные высокого разрешения с миссии XRISM (Рентгеновская обсерватория для спектроскопии и визуализации) показали, что рентгеновское излучение связано с орбитой близлежащего белого карлика. Отслеживая это движение, исследователи под руководством Яэль Назе из Льежского университета, Бельгия, подтвердили истинное происхождение излучения. «На протяжении многих десятилетий многие исследовательские группы предпринимали интенсивные усилия, чтобы разгадать тайну гамма-Кассиопеи, — говорит Назе. — И теперь, благодаря высокоточным наблюдениям XRISM, мы наконец сделали это».

Гамма-Кассиопея, образующая центральную точку знакомого W-образного созвездия Кассиопеи и видимая невооруженным глазом по всей Европе, была источником проблем с 1866 года. Именно тогда итальянский астроном Анджело Секки заметил, что ее свет имеет яркую водородную линию вместо темной, как у Солнца. Это привело к созданию новой категории: Be-звезды — горячие, голубовато-белые звезды с характерными эмиссионными линиями. Со временем ученые выяснили, что эти эмиссии исходят от вращающегося диска вещества, выбрасываемого быстро вращающейся звездой, который со временем растет и угасает.

В 1970-х годах было обнаружено, что гамма-Кассиопея испускает необычно сильное рентгеновское излучение от плазмы, нагретой до примерно 150 миллионов градусов — гораздо горячее и ярче, чем ожидалось. Используя передовые обсерватории, такие как XMM-Newton ЕКА, Chandra НАСА и eROSITA Германии, астрономы выявили около двух десятков подобных систем. В течение многих лет боролись две теории: магнитные взаимодействия между звездой и ее диском или падение вещества на скрытого компаньона. Спектрометр Resolve на XRISM разрешил спор, показав, что горячая плазма движется синхронно с орбитой невидимого компаньона. Это подтверждает, что белый карлик притягивает вещество и генерирует рентгеновское излучение при его нагреве.

«Предыдущая работа с XMM-Newton действительно подготовила почву для XRISM, — говорит Назе. — Чрезвычайно приятно иметь прямые доказательства, чтобы наконец разгадать эту загадку!» Идентификация систем гамма-Кассиопеи как пар Be-звезд и аккрецирующих белых карликов отвечает на вопрос о рентгеновском излучении, но ставит новые вопросы о том, как формируются эти двойные системы. Ученые когда-то считали, что такие пары распространены, но недавние результаты показывают, что они встречаются реже и чаще связаны с массивными Be-звездами. «Теперь, когда мы знаем истинную природу гамма-Кассиопеи, мы можем создать модели специально для этого класса звездных систем», — добавляет Назе.

«Невероятно видеть, как эта тайна медленно раскрывалась на протяжении многих лет, — говорит Алиса Боргезе, научный сотрудник ЕКА. — XMM-Newton проделал огромную подготовительную работу… и теперь, с новым поколением передовых инструментов, XRISM привел нас к финишу». Маттео Гуайнацци, научный сотрудник проекта XRISM в ЕКА, отмечает сильное сотрудничество между японскими, европейскими и американскими командами. Материалы предоставлены Европейским космическим агентством.