Открыт новый класс двойных звезд, являющийся «недостающим звеном» в теории эволюции звезд
AstroNews.ru - 02 Декабря 2021 19:18:30
Исследователи из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра наблюдали новый класс двойных звезд, существование которого давно предсказывалось теорией. Это открытие может наконец подтвердить существование редкого класса двойных звезд и подтвердить основные этапы эволюции таких систем.
Этот новый класс звезд был открыт исследователями во главе с Каримом Эль-Бадри (Kareem El-Badry), использовавшими в своей работе телескоп Дональда Шейна, установленный в Ликской обсерватории, штат Калифорния, США, а также данные, полученные при помощи нескольких других обзоров неба.
«Мы впервые наблюдали физическое доказательство существования новой популяции двойных звезд переходного типа, - сказал Эль-Бадри. – Это удивительно; такие системы представляют собой недостающее звено теории эволюции звезд, которое мы так давно искали!»
Когда звезда умирает, она с вероятностью 97 процентов превращается в белый карлик, небольшой плотный объект, который сжимается и тускнеет после израсходования всех запасов его «топлива».
Но в редких случаях звезда превращается в белый карлик экстремально малой массы. Эти звезды, масса которых не достигает и одной трети массы Солнца, представляют загадку для астрономов: если расчеты эволюции звезд верны, то все белые карлики экстремально малой массы должны иметь возраст свыше 13,8 миллиарда лет – то есть быть старше самой Вселенной, что недопустимо с точки зрения физики.
Изучая эту проблему на протяжении многих лет, астрономы пришли к выводу, что единственный возможный механизм формирования белых карликов экстремально малой массы предполагает их эволюцию в системе, включающей вторую компоненту. Гравитационное воздействие со стороны близлежащей звезды-компаньона может быстро (по крайней мере, менее, чем за 13,8 миллиарда лет) перетянуть материал с поверхности белого карлика, превращая его в белый карлик экстремально малой массы. Ученые предполагали, что в роли исходной системы в данном сценарии могут выступать катаклизмические переменные – системы, в которых происходит перенос массы с обычных массивных звезд, таких как Солнце, на белый карлик. Такие системы неоднократно наблюдались исследователями, равно как и системы, в которых присутствуют белый карлик экстремально малой массы и обычный белый карлик. Но до сих пор исследователям ни разу не удавалось наблюдать переходный этап – систему, в которой звезда-донор потеряла часть массы и почти сократилась до размеров белого карлика экстремально малой массы.
В новом исследовании, проведенном с использованием данных, собранных при помощи космической миссии Gaia («Гея») Европейского космического агентства и наземного обзора неба Zwicky Transient Facility, Эль-Бадри и его команда выбрали из примерно одного миллиарда звезд 50 источников-кандидатов, которые могли представлять собой «переходный этап» от катаклизмической переменной к системе, содержащей белый карлик экстремально малой массы.
Затем были проведены дополнительные наблюдения 21 из этих звезд.
Стратегия отбора успешно сработала. «100 процентов источников-кандидатов оказались предшественниками белых карликов экстремально малой массы, которых мы искали, - сказал Эль-Бадри. – Они были более раздутыми, чем белые карлики экстремально малой массы, и имели яйцевидную форму, поскольку гравитационное притяжение со стороны второй компоненты искажало их форму».
«Мы нашли «недостающее звено» между двумя классами двойных звезд – катаклизмическими переменными и белыми карликами экстремально малой массы – и подтвердили существование этого класса большим числом обнаружений», - сказал Эль-Бадри.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.