Белые карликовые звезды могут сталкиваться, создавая новый тип странной, "перевернутой" звезды, согласно двум новым исследованиям, опубликованным на этой неделе.
Группа астрономов обнаружила две небольшие яркие звезды, называемые горячими субкарликами, которые имеют пока еще невиданный состав. Другая исследовательская группа нашла механизм, объясняющий, как могли образоваться такие звезды.
По словам Марсело Миллера Бертолами, астрофизика из Института астрофизики в Ла-Плате (Аргентина), возглавлявшего теоретическое исследование о том, как могли образоваться такие звезды, опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomy Society, эти две странные звезды были обнаружены "первыми в своем роде" и должны быть чрезвычайно редкими.
Белые карлики - это медленно остывающие ядра мертвых звезд. Горячие субкарлики - довольно редкие старые звезды, которые горят в четыре раза жарче, чем поверхность Солнца, и, в отличие от нашего Солнца, сжигают в своих ядрах гелий, а не водород, говорит Миллер Бертолами.
Большинство звезд на три четверти состоят из водорода, на одну четверть из гелия и небольшого количества других элементов, говорит Миллер Бертолами. В первую очередь в звезде сгорают самые легкие элементы, поэтому гелий в ней будет сгорать только в том случае, если водород уже сгорел, или если гравитация другого объекта оттянула водород от звезды.
Но две новонайденные звезды не похожи на другие субкарликовые звезды, сжигающие гелий, как заметила группа астрономов, согласно докладу, опубликованному в том же журнале на этой неделе. Команда под руководством Клауса Вернера, астронома из Центра астрофизики и физики частиц в Германии, поняла, что видит не только звезду с богатой гелием поверхностью, но и звезду, богатую углеродом и кислородом.
"Это чрезвычайно, чрезвычайно редкое явление, - говорит Миллер Бертолами. Обычно звезда создает углерод и кислород путем сжигания гелия в своем ядре, и эти элементы не были бы видны на поверхности. Но команда обнаружила, что около 40 процентов поверхности звезды состояло из углерода и кислорода.
"Вам нужно найти способ перенести весь этот углерод и кислород на поверхность, а это нелегко", - говорит Миллер Бертолами.
Команда Вернера, которая уже знала Миллера Бертолами, обратилась к нему, чтобы попытаться выяснить, как могли образоваться эти причудливые объекты. Команда Миллера Бертолами уже работала над аналогичным проектом и смогла показать, как могла образоваться такая странная звезда.
Миллер-Бертолами и его коллеги обнаружили, что более тяжелый белый карлик с высоким содержанием гелия при соответствующих условиях может взаимодействовать с более легким белым карликом с высоким содержанием углерода и кислорода. Вместе эта пара может создать горячий субкарлик, сочетающий в себе материалы обеих звезд.
Эти две звезды могли бы существовать в бинарном режиме, то есть вращаться вокруг друг друга. Со временем они излучали бы гравитационные волны и по спирали приближались друг к другу, пока не встретились бы, говорит Миллер Бертолами. В этом процессе они сблизились бы настолько, что приливные силы разорвали бы одну из них или обе.
Обычно более массивная звезда уничтожает менее массивную и поглощает материал более легкой звезды. В модели Миллера-Бертолами гелиевый белый карлик уничтожил более легкую углеродно-кислородную звезду, поэтому уцелевшая звезда оказалась с углеродно-кислородными звездными кишками, разбросанными по всей ее поверхности.
Белые карлики ранее были мертвы, поскольку они больше не плавили атомы в более тяжелые элементы для получения энергии. Но слияние между ними возобновило синтез в новой, "возрожденной" звезде - субкарлике, говорит Миллер Бертолами.
Эти два исследования образуют "хорошую связь между теорией и наблюдениями", - говорит Уоррен Браун, астрофизик из Центра астрофизики | Гарвардского и Смитсоновского университетов, который не принимал участия ни в одном из исследований. "Измерения довольно просты", - говорит он, и теоретическое объяснение кажется "отличным решением" наблюдательной загадки.
Удивительно то, что эти звезды "как бы перевернуты с ног на голову", - говорит Браун. Тяжелые элементы, которые, по мнению ученых, должны образовываться в их ядрах - углерод и кислород - появляются на поверхности, в то время как ядра полны легкого гелия.
"Это физически возможно, поэтому это должно происходить", - говорит Браун. Вопрос в том, как часто? Когда астрономы получат большую выборку, сотни или хотя бы десятки звезд, они смогут выяснить, насколько распространены такие звезды в галактике.
Хотя это наблюдение беспрецедентно, у астрономов вскоре могут появиться новые инструменты для обнаружения подобных звездных событий. Лазерная интерферометрическая космическая антенна (LISA) и другие детекторы гравитационных волн следующего поколения смогут обнаружить десятки тысяч звездных бинаров в нашей галактике, говорит Браун. Подобные слияния белых карликов будут излучать гравитационные волны и станут еще одним объективом для их изучения.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей об интересных вещах!
