Новые вспышки RS Змееносца могут увеличивать скорость космических частиц до максимально возможного значения.
Гамма-телескоп H.E.S.S. позволил ученым наблюдать вспышку повторной сверхновой RS Змееносца в 2021 году от начала до завершения. При этом удалось зарегистрировать поток частиц, обладающих сверхвысокой энергией и ускоренных взрывом почти до максимально возможного уровня. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science. Также о работе рассказывается в пресс-релизе немецкого исследовательского центра DESY, который управляет H.E.S.S.
Некоторые звезды демонстрируют внезапные и интенсивные вспышки, повторяющиеся через десятилетия. В отличие от сверхновых, эти вспышки характеризуются меньшей мощностью: яркость звезды кратковременно возрастает на «всего лишь» десять звездных величин, при этом звезда сохраняет свою целостность. Типичным примером подобной повторной новой является — RS Змееносца, rS Змееносца — это вспыхивающая звезда, период повторения вспышек которой составляет 15-20 лет. Подобно ряду других звезд, она представляет собой двойную систему, включающую красный гигант и белого карлика, расположенных на небольшом расстоянии, сопоставимом с расстоянием между Землей и Солнцем.
Предполагается, что ее вспышки обусловлены накоплением вещества, которое более плотный карлик оттягивает от своего менее плотного, расширенного соседа. При достижении критической массы это вещество начинает подвергаться термоядерным реакциям, что приводит к быстрому взрыву и вспышке. Яркость RS Змееносца кратковременно возрастает в сотни тысяч раз по сравнению с яркостью Солнца. Ударная волна, возникшая в результате взрыва, распространяется в окружающем систему облаке, взаимодействует с его частицами и ускоряет их, направляя в дальний полет на значительной скорости.
В конечном итоге некоторые из этих частиц проникают в земную атмосферу. Взаимодействуя с её компонентами, они порождают множество недолгоживущих частиц, излучение от которых можно зафиксировать с помощью телескопов, использующих технологию регистрации черенковского излучения. Именно таким образом работают телескопы, расположенные в Намибии H.E.S.S. проследили за последней вспышкой RS Змееносца, зафиксированной в августе 2021 года. Благодаря H.E.S.S. авторам удалось проанализировать вспышку с самого начала и вплоть до месяца после, когда поток высокоэнергетических частиц, наконец, упал.
Анализ продемонстрировал, что преобразование энергии термоядерных взрывов в RS Змееносца в энергию ускоренных частиц происходит с выдающейся эффективностью, практически совпадающей с теоретическим максимумом. Ускоренная этой новой системой частица способна нести свыше 100 гигаэлектронвольт — в сотни тысяч раз больше, чем у других аналогичных разработок. Энергия альфа-частиц, высвобождаемых при ядерном взрыве, значительно меньше.
Интересно, что пик активности самых «энергичных» частиц у RS Змееносца был зарегистрирован на несколько дней позже, чем пик менее мощных частиц. Вероятно, именно такое время необходимо вспышке для достижения ударной волной максимальной силы.