6.2K
Массивный белый карлик с богатой углеродом причудливой атмосферой может оказаться двумя слившимися звездами этого же типа, заявила международная команда астрономов в исследовании, представленном в журнале Nature Astronomy. Открытие затрагивает новые вопросы об эволюции массивных белых карликов и о количестве сверхновых в нашей Галактике.
Ученые обнаружили необычного сверхмассивного белого карлика в 150 световых годах от нас, и это первый случай, позволяющий предположить факт слияния двух выгоревших остатков солнцеподобных светил по ранее не наблюдаемому атмосферному составу.
Звезда, обозначенная WDJ0551 + 4135, идентифицирована в обзоре данных телескопа Европейского космического агентства «Gaia» среди особенно массивных белых карликов. Анализируя ее свет астрономы определили химический состав атмосферы WDJ0551 + 4135 и обнаружили, что в ней присутствует необычно высокий уровень углерода.
«Мы еще не видели ничего подобного. Ожидая обнаружить внешний слой водорода, иногда смешанный с гелием, или просто комбинацию гелия и углерода, мы были ошеломлены смесью водорода и углерода, ведь между ними должен лежать толстый слой гелия. Казалось, это просто не имеет смысла», – рассказывает Марк Холландс, ведущий автор исследования из Университета Уорика (Великобритания).
Чтобы решить загадку, астрономы решили раскрыть истинное происхождение звезды.
Белые карлики – это остатки солнцеподобных светил, которые сожгли все свое топливо и сбросили внешние слои. Большинство из них относительно «легкие», примерно в 0,6 массы нашего Солнца, но WDJ0551 + 4135, размером в две трети диаметра Земли, составляет 1,14 солнечной массы, что почти вдвое больше «стандарта».
Возраст объекта также является подсказкой. Старые звезды вращаются вокруг центра Млечного Пути с большей скоростью, чем молодые, и эта движется быстрее, чем 99 процентов близлежащих белых карликов. Это предполагает, что наблюдаемая звезда на самом деле старше, чем она выглядит по степени охлаждения.
«У нас есть состав, который мы не можем объяснить с помощью нормальной эволюции звезд; масса, в два раза превышающая среднюю для белого карлика; и кинематический возраст старше, чем тот, что рассчитан по охлаждению. Мы уверены, что один белый карлик образуется из одного светила. Таким образом, единственным объяснением странной физики этого объекта является его образование в результате слияния двух остатков солнцеподобных звезд», – добавил Марк Холландс.
Теория состоит в том, что, когда один участник в двойной системе солнцеподобных звезд расширяется в конце своей жизни, он окутывает своего партнера, притягивая его по мере собственного уменьшения. То же самое происходит, когда увеличивается вторая звезда. В течение миллиардов лет гравитация еще больше сокращает расстояние между компаньонами до такой степени, что однажды два белых карлика сливаются воедино.
Несмотря на то, что слияние белых карликов теоретически возможно, эта ситуация крайне редка. Большинство встреч в нашей Галактике происходит между звездами с разными массами, тогда как объект WDJ0551 + 4135 возник от объединения двух светил одинакового размера. Существует также предел того, насколько большим может быть результирующий белый карлик: при более чем 1,4 солнечной массы предполагается, что он взорвется сверхновой, но взрыв возможен и при более низкой массе, поэтому эта звезда с трудом избежала гибели.
Поскольку процесс слияния отражается на охлаждении звезды, становится трудно определить ее возраст. Команда считает, что наблюдаемый белый карлик возник около 1,3 миллиарда лет назад, но два его прародителя могли войти в финальную фазу эволюции за много миллиардов лет до этого.
«В будущем мы сможем использовать технику, называемую астеросейсмологией, чтобы узнать состав ядра WDJ0551 + 4135 по его звездным пульсациям, это будет независимым методом, подтверждающим, что этот объект образовался в результате слияния. Также остается большая неопределенность в отношении того, какого рода звездные системы попадают на стадию сверхновой. Измерение свойств этой «неудавшейся» сверхновой приблизит нас к ответу», – сообщили исследователи о дальнейших планах.