Астрономы из МГУ раскрыли один из секретов рождения белых карликов
Астрофизики из России и Италии раскрыли природу загадочной двойной системы HD 49798 в созвездии Кормы, доказав, что одним из ее обитателей является молодой белый карлик, чья материя постепенно сжимается, а не нейтронная звезда, как считали некоторые ученые. Их выводы были опубликованы в журнале MNRAS.
"У этого открытия есть два важных смысла. С одной стороны, существовала загадочная система. Несколько лет астрономы спорят, что там находится - белый карлик или нейтронная звезда? Это мы объяснили, хотя, возможно, это и не столь важно для астрофизики в целом. По значимости открытие можно сравнить с раскрытием хитрого преступления в детективе - хотя событие вполне локальное, зрителю все равно интересно", - рассказывает Сергей Попов, астрофизик из Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ.
Жизнь большинства относительно небольших звезд, похожих на Солнце по своим размерам, заканчивается не взрывом сверхновой, а превращением в белого карлика - небольшой и сверхплотный комок из сверхгорячей экзотической материи, продолжающий светиться на протяжении многих сотен миллионов лет за счет тепла, заточенного в их недрах.
Ученые достаточно давно считают, что молодые белые карлики постепенно сжимаются после сброса внешних оболочек умершей звезды, "худея" на несколько сотен километров в первый миллион лет своего самостоятельного существования. Доказательства этого, как объясняет Попов, до сих пор не удавалось найти, так как большинство известных нам белых карликов значительно старше миллиона лет, и у астрономов не было точных данных по их диаметру для того, чтобы "увидеть" этот процесс сжатия.
Российские и итальянские астрофизики под руководством Попова смогли получить первые доказательства того, что подобное сжатие действительно происходит, наблюдая за загадочной двойной звездой HD 49798 в созвездии Кормы, удаленной от нас примерно на 2100 световых лет.
Этот объект был открыт еще в 1964 году аргентинскими астрономами, которые изначально думали, что имеют дело с необычным белым субкарликом, в недрах которого содержалось необычно мало водорода. В дальнейшем ученые обнаружили, что HD 49798 является двойной звездой, одна из половинок которой является "нормальным" светилом, а вторая - нейтронной звездой или белым карликом.
Споры вызывала необычно высокая частота вращения второго объекта - он совершает один оборот вокруг своей оси всего за 13 секунд. Это является нормальным значением для нейтронных звезд, но рекордно высокой аномалией для белого карлика, которую достаточно тяжело объяснить.
Более того, недавно ученые обнаружили, что вращение второй половинки HD 49798 ускоряется, что, вероятно, говорит о том, что белый карлик или нейтронная звезда активно "воруют" материю своей соседки, накапливая ее на своей поверхности. Это крайне сложно объяснить в контексте и той, и другой версии природы этой звезды, что еще больше загнало астрономов в тупик.
Российские астрофизики нашли объяснение всем этим странностям, обратив внимание на то, как меняются свойства звезд при их превращении и в нейтронные звезды, и в белые карлики.
И у того, и у другого процесса есть одна общая черта - объем звезды резко уменьшается, а ее плотность резко растет. Уменьшение объема звезды, в соответствии со "школьным" законом сохранения момента импульса, приведет к тому, что скорость ее вращения будет расти.
Соответственно, быстрый рост скорости вращения второй половинки HD 49798 можно объяснить тем, что эта звезда сжимается и ее объем постепенно уменьшается. Руководствуясь этой идеей, Попов и его команда просчитали то, как должен сжиматься белый карлик подобных размеров и возраста, и сравнили компьютерную модель с реальными данными.
Как показали эти расчетов, белый карлик возрастом в 2 миллиона лет должен сжиматься со скоростью примерно в сантиметр в год, что идеально соответствует тому, какими темпами растет скорость вращения второй половинки HD 49798. Соответственно, можно говорить, что теперь у астрономов появился пример "молодого" белого карлика, изучение которого, как надеются авторы статьи, поможет нам лучше понимать их природу
"Есть и второй смысл открытия. Десятки лет было понятно, что молодые белые карлики сжимаются. Саму же фазу сжатия "вживую" мы никогда не видели. И уникальность системы, которую мы наблюдали, заключалась в том, что белый карлик был как будто "подсвечен" благодаря перетеканию вещества с соседней звезды. Самое главное, что его подсветили так аккуратно, что это не повлияло на его вращение, и в этом заключается данной редкость системы. В других парах белых карликов и звезд главной последовательности аккреция гораздо мощнее: уже она определяет, как белый карлик крутится, отчего заметить "красоту сжатия" невозможно", - заключает Попов.
