Вселенная

Странный гигантский белый карлик сформировался в результате слияния звезд

Строение звезды вызвало много вопросов у астрофизиков

_

Согласно новому исследованию, гигантский белый карлик (БК) появился в результате столкновения двух звезд. Предполагается, что существуют другие ультрамассивные белые карлики с аналогичным происхождением. Ученые, стоящие за исследованием, считают, что оно прольет свет на то, насколько массивным должен быть белый карлик для появления сверхновой.
БК — это тусклые, исчезающие ядра (размером с Землю) мертвых звезд, которые  исчерпали топливо и потеряли внешние слои. Солнце однажды станет белым карликом, как и более 90% светил галактики Млечный путь.
Ученые изучали БК, известного как WDJ0551+4135, который находится примерно в 150 световых годах от Земли. Последние данные телескопа Европейского космического агентства Gaia позволяют предположить, что объект может быть исключительно массивным белым карликом. Чтобы узнать больше о необычной мертвой звезде, астрономы проанализировали ее по данным телескопа Уильяма Гершеля на Канарских островах.
Изучив спектр света, излучаемого белым карликом, астрономы смогли определить химические вещества внутри звезды. Неожиданно исследователи обнаружили высокий уровень углерода в атмосфере объекта, который ученые никогда раньше не видели у таких звезд.

«Белый карлик имеет внутреннюю структуру, похожую на лук и состоит из своеобразных слоев»,

— рассказал ведущий автор исследования Марк Холландс, астрофизик Уорикского университета в Англии. «В ядре белого карлика большая часть его массы состоит из углерода и кислорода, а поверх него обычно находится гелий, а затем область водорода. Так что когда направляешь телескоп на белого карлика, просто видишь внешние слои».
Такая структура означает, что ученые обычно видят только водород или, возможно, смесь гелия и углерода. Но это не то, что Холландс и его коллеги наблюдали в данном случае.
«Никогда не ожидаешь, что водород и углерод будут смешаны в белом карлике — должен быть слой гелия, разделяющий их», — сказал Холландс. «Это было действительно странно и очень удивительно и поставило большой вопрос о том, как это могло произойти.»
Холландс и его коллеги рассказали, что у них есть решение этой головоломки: странная структура возникла тогда, когда два других белых карлика столкнулись и смешались. Но новый массивный объект был недостаточно велик, чтобы создать сверхновую, оставшись странной большой звездой.

Ключом к разгадке для исследователей стала масса этого белого карлика. У аналогичных объектов она составляет примерно в 0.6 массы Солнца, но у WDJ0551+4135 почти вдвое превышает средние значения. При массе, составляющей 1.14 Солнца,  она сжата до размера в две трети диаметра Земли.
Еще одна подсказка — возраст этой звезды. Старые белые карлики обычно холоднее и вращаются вокруг центра Млечного пути быстрее, чем их более молодые коллеги, потому что они со временем теряют больше энергии и испытывают значительные гравитационных взаимодействия с другими звездами, что ускоряет их. Однако WDJ0551+4135 движется быстрее, чем 99% расположенных поблизости белых карликов, имеющих примерно такую же температуру, что наводит на мысль о том, что одно из измерений возраста было неправильное.
Исследователи знали, что WDJ0551+4135 имеет странный состав, массу, вдвое превышающую данный параметр у среднего белого карлика, и кажется молодым, судя по температуре звезды, и в тоже время старым, если анализировать его движение. Астрономы поняли, что одно событие может объяснить все эти загадки: WDJ0551 + 4135 образовался, когда столкнулись два белых карлика, разогревая друг друга.
«Хотя существует множество свидетельств того, что такие слияния происходят, включая примеры в далеких галактиках, на самом деле выделить белого карлика и утверждать, что он образовался из слияния звезд, довольно сложно», — сказал Холландс. «Это лишь один из немногих случаев, когда это стало возможным, и единственный, который был идентифицирован по его составу».

Слияние произошло около 1,3 миллиарда лет назад.

Но это событие не позволяет узнать возраст WDJ0551 + 4135 и затрудняет определение времени существования двух оригинальных белых карликов, которое может составлять многие миллиарды лет.
По словам Холландса, существует всего несколько таких белых массивных карликов, как WDJ0551 + 4135, но их больше, чем предсказывают современные модели формирования таких звезд, предположив, что некоторые из них появились в результате слияний. Исследователи заявили, что они особенно взволнованы тем, что эта звезда  и другие, подобные ей находятся на границе между массивным белым карликом и сверхновой.
Астрономы могли бы также больше узнать о внутреннем строении WDJ0551+4135, изучив пульсации яркости, вызванные волнами, проходящими через звезду, сказала Голландс. Если ученые смогут обнаружить несколько волн различной частоты, они узнают больше о строении странного объекта. «Это может дать представление о том, образовалась ли эта звезда в результате слияния, — сказал Холландс.

Подпишитесь на уведомления о новых статьях через форму ниже

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

два × 1 =