Звезда Гамма Кассиопеи, видимая невооруженным глазом в одноименном созвездии, десятилетиями оставалась загадкой для астрофизиков. Она генерирует рентгеновское излучение, интенсивность и температура которого значительно превышают показатели, характерные для обычных массивных светил. Новые данные, полученные с помощью прибора Resolve японского космического телескопа XRISM, позволили связать эти аномалии с присутствием белого карлика, вращающегося вокруг звезды. Это открытие подтвердило существование предсказанного ранее типа двойных систем, который до сих пор не удавалось четко идентифицировать. Результаты исследования группы ученых из Льежского университета опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Гамма Кассиопеи стала первой известной науке звездой Be-типа – этот класс объектов выделил в 1866 году итальянский астроном Анджело Секки. Подобные массивные звезды отличаются сверхбыстрым вращением и регулярным выбросом вещества, которое формирует вокруг них газовый диск. В 1976 году выяснилось, что рентгеновский поток Гаммы Кассиопеи примерно в 40 раз мощнее, чем у аналогичных звезд, а температура плазмы в ее окрестностях превышает 100 миллионов градусов. Позже ученые обнаружили около двадцати объектов с похожими свойствами, которые получили название «аналоги Гаммы Кассиопеи».
Ранее для объяснения этого феномена предлагалось несколько сценариев. Один из них предполагал локальное магнитное пересоединение между поверхностью звезды и ее диском. Другие гипотезы связывали излучение с наличием компаньона – субкарлика, нейтронной звезды или аккрецирующего белого карлика. Варианты с нейтронной звездой и лишенным оболочки светилом были отвергнуты, так как наблюдения не соответствовали теоретическим моделям. Основная дискуссия велась между сторонниками магнитной активности самой звезды и версии о поглощении вещества компактным спутником.
Для проверки гипотез астрономы использовали высокоточный микрокалориметр Resolve в ходе трех сессий наблюдений в 2024 и 2025 годах. Эти периоды охватили полный цикл орбитального движения системы, составляющий 203 дня. Анализ спектров показал, что скорость высокотемпературной плазмы меняется в соответствии с орбитальным движением белого карлика, а не самой массивной звезды. Это стало первым прямым доказательством того, что сверхгорячая плазма сосредоточена именно вокруг компактного спутника.
Характер спектральных линий, ширина которых составляет около 200 километров в секунду, указывает на то, что белый карлик обладает собственным магнитным полем. В случае отсутствия магнетизма вещество падало бы на объект через внутренние слои быстрорастущего диска, что привело бы к гораздо более широким спектральным сигналам. Вместо этого магнитное поле перехватывает материю из диска и направляет ее к полюсам белого карлика.
Исследование подтверждает, что Гамма Кассиопеи и похожие на нее объекты представляют собой двойные системы, состоящие из массивной Be-звезды и магнитного белого карлика. Согласно новым данным, такие пары составляют около 10% от общего числа массивных Be-звезд. Однако эта цифра расходится с теоретическими ожиданиями, которые предсказывали более широкую популяцию и связь с менее массивными светилами. Обнаруженное несоответствие указывает на необходимость пересмотра моделей эволюции двойных систем, особенно в части эффективности передачи массы между компонентами. Понимание этих процессов критически важно для изучения гравитационных волн, источниками которых становятся массивные двойные звезды в конце своего жизненного цикла.
