Необычную массу белого карлика объяснили "звездным каннибализмом"

Европейские астрономы открыли в созвездии Возничего необычно тяжелый белый карлик – ядро выгоревшей звезды, уникальный состав которого указывает на то, что больше миллиарда лет назад он столкнулся и поглотил еще одно умершее светило того же типа. Об этом пишет пресс-служба Уорикского университета со ссылкой на статью в научном журнале Nature Astronomy.

"Мы имеем дело со светилом, состав которого не могут объяснить классические теории эволюции звезд. Его масса в два раза выше, чем у "нормальных" белых карликов, а разные оценки его возраста не совпадают друг с другом. Его существование можно объяснить только в том случае, если эта звезда появилась в результате слияния двух белых карликов", – рассказал о результатах работы один из авторов статьи, астрофизик из Уорикского университета (Великобитания) Марк Холлэндс.

Белыми карликами астрономы называют ядра "выгоревших" небольших звезд, у которых нет собственных источников энергии. Они появляются на последних этапах жизни светил, масса которых не более чем в десять раз больше солнечной. Такие звезды не взрываются в виде сверхновой, а сбрасывают свои внешние оболочки, формируя туманность, которую изнутри "подсвечивает" их бывшее ядро.

Астрофизики изучают подобные объекты, потому что считают их прародителями относительно редких сверхновых первого типа, с помощью которых можно очень точно оценивать расстояния в космосе. Вдобавок ученые пока не до конца понимают природу, структуру и состав материи, из которой сложены белые карлики, что также подстегивает любознательность исследователей.

Тесные пары из белых карликов привлекают со стороны астрофизиков и космологов еще больше внимания. Это связано с тем, что подобные звезды постепенно сближаются, теряя энергию в виде гравитационных волн. В конечном итоге они сталкиваются, что приводит или к появлению новой звезды, или же к вспышке сверхновой первого типа, если совокупная масса белых карликов больше солнечной примерно в 1,44 раза.

Звезда-парадокс

Изучая белые карлики, который открыл орбитальный телескоп Gaia в рамках масштабной "переписи" миллиарда звезд, расположенных в ближайших окрестностях Земли и в других регионах нашей Галактики, Холлэндс и его коллеги случайно открыли один из предположительных конечных результатов этого процесса.

Пользуясь тем, что этот аппарат может замерять точное расстояние и размеры светил, ученые отобрали самые большие белые карлики и детально изучили их свойства и химический состав. Внимание астрофизиков сразу привлекла звезда J0551+4135, масса которой была чуть больше, чем у Солнца, а спектр атмосферы содержал в себе необычно большие количества углерода и водорода.

"Нам сразу стало понятно, что эта звезда не похожа ни на что другое. Как правило, внешние оболочки белых карликов состоят из водорода, его смеси с гелием или комбинации гелия и углерода. Никто никогда не ожидал увидеть смесь из водорода и углерода, так как их перемешиванию обычно мешает прослойка из гелия. Когда мы открыли эту черту J0551+4135, то сначала никак не могли ее объяснить", – пояснил Холлэндс.

Ученые смогли найти это объяснение с повощью необычной массы этого белого карлика, которая больше солнечной примерно в 1,1 раза. Их расчеты показали, что звезда J0551+4135 появилась в результате слияния двух небольших белых карликов примерно равной массы, что произошло около 1,3 миллиарда лет назад. В пользу этого говорит также то, что это светило движется вокруг центра Галактики с очень высокой скоростью, которая обычно характерна для "пожилых" выгоревших звезд, а не относительно молодых белых карликов. После того, как прародители J0551+4135 столкнулись друг с другом, их недра перемешались. Это "омолодило" светило, в результате чего образовался необычный состав его верхних прослоек.

Эту теорию, как отмечают Холлэндс и его коллеги, можно будет проверить, есть измерить скорость вращения J0551+4135 и наблюдать за "звездотрясениями" – низкочастотными колебаниями в ее недрах. Подобные замеры не только помогут уточнить происхождение белого карлика, но и позволят ученым понять, что удерживает "толстые" белые карлики от превращения в сверхновую первого типа, сверхмощную термоядерную вспышку, в ходе которой значительная часть материя бывшего светила превращается в свет и энергию.