Астрономы открыли пару "мертвых" звезд, излучающих гравитационные волны

Ученые обнаружили в созвездии Волопаса уникальную пару белых карликов, расположенных так близко друг к другу, что их можно было бы уместить внутри Сатурна. Они вырабатывают гравитационные волны, которые сможет "увидеть" строящийся телескоп eLISA, говорится в статье, опубликованной в журнале  Nature.

"Когда более тусклая звезда проходит по диску второго, яркого белого карлика, она блокирует большую часть света, которую вырабатывает ее сосед. В результате этого вся система "моргает" через каждые семь минут, что мы и увидели, наблюдая за J1539+5027", — рассказывает Кевин Бёрдж (Kevin Burdge) из Калифорнийского технологического института (США).

Белыми карликами называют остатки старых "выгоревших" светил небольшой массы, лишенных собственных источников энергии. Белые карлики возникают на конечной стадии эволюции звезд с массой, не превышающей солнечную более чем в 10 раз. В конечном счете, в белого карлика превратится и наше Солнце.

Подобные "мертвые звезды" интересуют астрофизикам по нескольким причинам. Во-первых, они являются прародителями сверхновых первого типа, позволяющих очень точно оценивать расстояния в космосе, а во-вторых, они состоят из экзотической сверхплотной материи, свойства и структуру которой ученые пока не до конца понимают.

Еще более интересны астрономам очень тесные пары из белых карликов. Они постепенно теряют энергию, выделяя гравитационные волны, в результате чего они сближаются еще сильнее. Чем ближе друг к другу находятся "мертвые светила", тем сильнее их гравитационные взаимодействия будут искажать пространство, а расстояние между звездами начнет все быстрее убывать.

По этой причине астрономы достаточно долго и активно искали тесные пары белых карликов, в надежде увидеть то, как вырабатываемые ими колебания пространства-времени будут влиять на их собственное излучение, а также зафиксировать эти волны их при помощи строящегося гравитационного телескопа eLISA. Единственный известный нам подобный объект, двойная звезда WD J0651+2844, была открыта в 2011 году в созвездии Девы.

Бёрдж и его коллеги обнаружили второй пример столь же тесного соседства белых карликов, наблюдая за ночным небом при помощи недавно построенного телескопа ZTF, специально созданного для наблюдений за объектами, чья яркость очень быстро и сильно меняется.

Год назад он начал свою работу, и практически сразу после включения этого прибора ученые натолкнулись на любопытную звезду в созвездии Волопаса, чья яркость непостижимым образом падала почти на две звездных величины, примерно в пять раз, каждые семь минут.

Изучив этот объект, ZTF J1539+5027, при помощи других оптических телескопов, астрофизики подтвердили, что он действительно "моргает", и выяснили, что он представляет собой еще одну тесную пару из белых карликов. Один из них, судя по степени в снижении яркости, намного горячее, крупнее и ярче, чем его спутник, чья масса примерно в пять раз меньше, чем у Солнца.

Как показывают замеры исследователи, эти светила вращаются вокруг друг друга с рекордно высокой скоростью, составляющей почти тысячу километров в секунду, что эквивалентно 0,3% от скорости света. Благодаря небольшому расстоянию между ними – 80 тысяч километров – они сближаются так быстро, что это можно будет заметить через несколько лет даже при помощи уже существующих телескопов.

По текущим оценкам исследователей, слияние этих белых карликов произойдет через мгновения по космическим меркам, не позже, чем через 210 тысяч лет. Это делает ZTF J1539+5027, как и его "кузена" WD J0651+2844, одним из самых привлекательных объектов для наблюдений за "постоянными" источниками гравитационных волн и экзотических проверок теории относительности.

В частности, ученые ожидают, что европейский гравитационный телескоп LISA, который будет запущен в космос в 2034 году, сможет увидеть их и отличить от других "эйнштейновских" колебаний пространства-времени всего через неделю после запуска. Это позволит использовать ZTF J1539+5027 в качестве своеобразной "лакмусовой бумажки" для проверки работоспособности этой обсерватории, заключают Бёрдж и его коллеги.