С помощью телескопа Шейна в Ликской обсерватории в Калифорнии (США) астрономы наблюдали новый тип двойных звезд с довольно экзотично звучащим названием «белые карлики до экстремально малой массы» (pre-ELM WD — сокращение от: pre-Extremely Белые карлики с малой массой). Существование таких объектов теоретически было предсказано около 50 лет назад, но до сих пор их никто не заметил. Это открытие является первым наблюдательным свидетельством новой популяции переходных двойных систем.
Новый вид звезды
Когда звезда умирает, с вероятностью 97% она становится белым карликом — маленьким плотным объектом, который сильно уменьшился и потускнел, когда сгорело ядерное топливо.
Однако в редких случаях он может стать чрезвычайно легким белым карликом. Такие белые карлики астрономы обозначают аббревиатурой ELM (Extremely Low Mass). Наблюдения указывают на существование белых карликов с массой менее 1/3 массы Солнца — проблема для теории эволюции этих объектов. Теоретически белые карлики с такими малыми массами должны формироваться по мере эволюции звезды в течение периода, превышающего возраст Вселенной, то есть 13,8 миллиарда лет. Так что это физически невозможно.
За прошедшие годы астрономы пришли к выводу, что единственный путь к белым ELM лежит через бинарную эволюцию. Гравитационная сила звездного компаньона может «быстро» (по крайней мере, менее чем за 13,8 миллиарда лет) лишить звезду массы, пока она не станет ELM.
Но данные наблюдений, подтверждающие эту гипотезу, были неопределенными. Да, астрономы наблюдали, как белые карлики аккрецируют материю от обычных звезд, подобных нашему Солнцу, в двойных системах, называемых катаклизмическими системами. Известны также двойные системы, содержащие нормальные и чрезвычайно маломассивные белые карлики (ELM). Однако эволюционная переходная фаза еще не наблюдалась - трансформация, при которой звезда потеряла большую часть своей массы и почти сжалась в стадию белого карлика с чрезвычайно малой массой.
Недостающее эволюционное звено
Ведущий автор Карим Эль-Бадри сравнивает звездную астрономию с зоологией в 19 веке.
Вы входите в джунгли и находите организм. Вы описываете, насколько он велик, сколько он весит, а затем вы делаете то же самое со следующим организмом , объясняет он, вы видите все эти разные типы объектов, и вам нужно собрать их вместе .
Точно так же в 2020 году К. Эль-Бадри решил вернуться в «джунгли» в поисках ускользающей от ученых звезды — объекта в пред-экстремально маломассивной фазе белого карлика, также известного как проэволюционировавшая катаклизматическая переменная
К. Эль-Бадри сузил список с 1 миллиарда звезд до 50 потенциальных кандидатов, используя данные спутниковой обсерватории GAIA и обзора неба ZTF .
Астроном подчеркивает важность общедоступных данных обзоров неба в своей работе — если бы не такие проекты, как ZTF и GAIA , которые представляют собой огромный объем работы на фоне сотен людей — мои исследования были бы невозможны. .
На следующем этапе для наблюдательной проверки была выбрана 21 звезда. Критерии отбора сработали. 100 процентов претендентов оказались белыми карликами с чрезвычайно малой массой, которые мы искали , сказал К. Эль-Бадри. « Они более растянуты и увеличены, чем белые карлики с чрезвычайно малой массой. Они имеют форму яйца, потому что гравитационное притяжение другой звезды искажает их сферическую форму.
Мы нашли недостающее звено между двумя классами двойных звезд — катаклизмическими переменными и чрезвычайно маломассивными белыми карликами, и нашли их приличное количество , — добавил К. Эль-Бадри — тринадцать из этих звезд все еще демонстрируют признаки потери массы своим компаньоном. ; но кажется, что материя больше не ускользает от 8 звезд. Каждая из этих звезд также теплее, чем ранее наблюдаемые катаклизмические звезды.
К. Эль-Бандри намерен продолжить исследования белых карликов до экстремально малой массы и продолжит наблюдательную проверку еще 29 кандидатов, которые он ранее обнаружил.