Астрономы, анализируя данные космической рентгеновской обсерватории NASA «Чандра», обнаружили слабые останки взрыва сверхновой звезды, которые помогли им выяснить, что Circinus X-1- рентгеновская двойная (бинарная) система — является самым молодым представителем этого класса астрономических объектов, найденных до настоящего времени.
Как понятно из названия, рентгеновская бинарная система состоит из двух частей, каждая из которых является мощным источником рентгеновского излучения. В случае с системой Circinus X-1 – она состоит из обычной звезды, подобной нашему Солнцу, и компактного звездного «компаньона», который, по изначальным предположениям исследователей, считали либо нейтронной звездой, либо черной дырой. Поскольку они вращаются друг вокруг друга, то по идее нейтронная звезда или черная дыра должна притягивать газ, испускаемый своим «звёздным» соседом. Этот газ нагревается до миллионов градусов, что приводит к возникновения интенсивного рентгеновского излучения, что собственно и делает такие звёздные системы одними из самых ярких источников рентгеновского излучения на небе. В настоящее время учёные убеждены, что «компаньоном» солнцеподобной звезды в системе Circinus X-1 является именно нейтронная звезда. К этому выводы астрономы пришли благодаря анализу рентгеновских вспышек, характерных именно для нейтронных звезд. Сами по себе вспышки рентгеновского излучения являются признаками того, что их испускает астрономический объект, характеризующийся некой поверхностью, где они собственно и происходят. Поскольку черная дыра не имеет такой поверхности, то методом исключения выбор был сделан в пользу нейтронной звезды.
Sebastian Heinz и его команде из University of Wisconsin-Madison (UW) удалось обнаружить, что Circinus X-1 не больше, 4600 лет, что делает эту систему одной из самых молодых рентгеновских бинарных систем, среди когда-либо обнаруженных. Это открытие, сделанное параллельно при помощи радиотелескопа, расположенного в Австралии, представляет учёным уникальную возможность исследовать порядок формирования нейтронных и сверхновых звёзд, а также то, как отражается взрыв сверхновой на её «соседке» – нейтронной звезде.
По словам Heinz, рентгеновские бинарные системы предоставляют ему и его коллегам уникальную возможность изучения вещества в экстремальных (критических) условиях, которые было бы невозможно воссоздать в лабораторных условиях. Он также отметил, что благодаря Circinus X-1 у астрономов впервые появился шанс изучить новоиспечённую нейтронную звезду в рентгеновской бинарной системе.
Астрономы за годы исследований обнаружили сотни рентгеновских бинарных систем не только в Млечном Пути, но и в близлежащих галактиках. Однако, возраст их находок намного больше, нежели в случае с Circinus X-1, как правило, несколько миллионов лет, что позволило учёным получить информацию только о том, что происходит с этими системами уже на «закате» их эволюции. Соавтор исследований Paul Sell также из UW отмечает, что Circinus X-1 демонстрирует то, что происходит с такими объектами после их рождения, ведь 4600 лет по космическим меркам соизмеримо с долями секунды на Земле.
Для того, чтобы определить возраст Circinus X-1, команда астрономов должна была исследовать материла вокруг орбитальной пары звёзд. Однако, подавляющая яркость нейтронной звезды сделала этот процесс практически невозможным, так как межзвездный газ был слабо виден. Совсем недавно команде удалось поймать момент, когда нейтронная звезда пребывала в чрезвычайно слабом состоянии и была тусклой, что позволило астрономам обнаружить рентгеновские лучи от ударной волны сверхновой звезды, проходящие через межгалактический газ.
Молодой возраст Circinus X-1 позволил найти объяснения значительным колебаниям яркости и весьма необычной форме орбиты двух звёзд системы, что оставалось для астрономов загадкой на протяжении многих лет. Орбита бинарной системы эксцентрична –время за которое две звезды делают один оборот друг вокруг друга ежегодно уменьшается на несколько минут. И это логично, поскольку гравитационное поле звезд нарушено взрывов сверхновой, а для его стабилизации требуется определённое время.
Предыдущие наблюдения, проводимые при помощи других телескопов, указывали на то, что магнитное поле нейтронной звезды в Circinus X-1 является чрезвычайной слабым. Исходя из возраста звезды этому может быть два объяснения: либо нейтронная звезда уже родилась с ослабленным магнитным полем, либо оно размагнитилось по причине того, что нейтронная звезда тянет материал из соседствующей с ней звезды.
