Звезда недостающего звена? Почему этот белый карлик «подросток-вампир» так взволновал ученых

Астрономы обнаружили «недостающее звено», связывающее смерть солнцеподобных звезд с рождением остатков белых карликов, в виде белого карлика — «вампира-подростка».

Однако этого вампира не интересует кровь, которая течет в ваших жилах. Белый карлик, получивший обозначение Gaia22ayj и расположенный примерно в 8 150 световых годах от Земли, хищно питается звездной плазмой от звезды-компаньона.

Команда, сделавшая это открытие, наблюдала за белым карликом с помощью Zwicky Transient Facility (ZTF ) в Паломарской обсерватории в Калифорнии. Исследователи сканировали ночное небо над Северным полушарием в поисках «переходных процессов» — астрономических тел, претерпевающих быстрые изменения.

Gaia22ayj изначально привлекла внимание астрономов своим быстро пульсирующим сигналом, что позволило классифицировать ее как отделившуюся двойную белую карликовую звезду — две белые карликовые звезды, вращающиеся друг вокруг друга.

Однако эта теория не вполне соответствовала дальнейшим наблюдениям за Gaia22ayj, которые показали, что это один из самых экстремальных пульсирующих объектов, когда-либо наблюдавшихся, увеличивающийся в яркости на 700 % всего за 2 минуты.

Все дело в том, что Gaia22ayj — это белый карлик, питающийся звездой-компаньоном, причем эта двойная звезда находится в редкой и недолговечной фазе своей жизни (или, скорее, смерти).

Звезда недостающего звена? Почему этот белый карлик "подросток-вампир" так взволновал ученых
Изображения Gaia22ayj, сделанные ZTF, показывают, что это один из самых экстремальных пульсирующих объектов, известных в космосе. Gaia22ayj — объект в центре изображения, на правом снимке он явно ярче, чем на левом, сделанном двумя минутами ранее. (Иллюстрация: ZTF/Caltech Optical Observatories/A. Rodriguez).

Знайте свои мертвые звезды

Звезды умирают после того, как израсходуют топливо, необходимое для ядерного синтеза. То, какой будет их смерть и загробная жизнь, зависит от их массы.

Свежие космические новости, последние новости о запусках ракет, наблюдениях за небом и многое другое!

Звезды с массой, превышающей солнечную в восемь раз, погибают в результате мощных взрывов сверхновых и превращаются либо в высокоплотные нейтронные звезды, либо в черные дыры. Звезды с массами, близкими к солнечной, не «взрываются», а проходят более мягкую трансформацию в белые карлики.

Наше Солнце переживет это превращение примерно через шесть миллиардов лет после того, как сбросит большую часть своей массы во время фазы раздутого красного гиганта, и в итоге превратится в тлеющий звездный уголек.

Однако около половины всех звезд с массой, подобной солнечной, имеют бинарную звезду-компаньона. И если звезды-компаньоны сближаются слишком близко, белые карлики могут получить вторую жизнь, лишив себя звездного вещества. Именно такой вампирический процесс переноса массы, похоже, происходит между белым карликом Gaia22ayj и его звездой-компаньоном.

Звезда недостающего звена? Почему этот белый карлик "подросток-вампир" так взволновал ученых
Иллюстрация белого карлика, забирающего звездный материал у звезды-компаньона. (Фото: Robert Lea (created with Canva)).

Gaia22ayj поначалу смутила астрономов. То, как менялась интенсивность ее света с течением времени — ее кривая блеска — не имело смысла для отделившейся двойной двойки с белым карликом.

Это заставило Тони Родригеса, аспиранта звездной группы ZTF Калифорнийского технологического института, задаться вопросом, почему кривая блеска имеет такую форму. Собрав больше данных, Родригес и его коллеги поняли, что Gaia22ayj, скорее всего, является белым карликом, вращающимся вокруг «обычной» маломассивной звезды, а не вторым белым карликом. Кроме того, они установили, что Gaia22ayj обладает сильным магнитным полем, а компонент белого карлика вращается с большой скоростью.

Это напомнило им о белом карликовом пульсаре — высокомагнитной мертвой звезде, которая, вращаясь, как космический маяк, рассеивает электромагнитное излучение по всей Вселенной. Однако процесс вампирического питания, обнаруженный на Gaia22ayj, обычно не ассоциируется с белыми карликовыми пульсарами.

Звезда недостающего звена? Почему этот белый карлик "подросток-вампир" так взволновал ученых
Gaia22ayj — это бинарная звездная система, в которой звезда-белый карлик находится так близко к своей звезде-компаньону, что масса передается от компаньона к белому карлику. Здесь система видна в рентгеновских лучах (слева) и в видимом свете (справа). (Изображения предоставлены: Swift/XRT/NASA (слева); PanSTARRS/Univ. of Hawaii (справа). Изображение создано А. Родригесом).

В итоге команда пришла к выводу, что Gaia22ayj является недостающим звеном в жизненном цикле белых карликовых пульсаров, редкой и недолговечной ранней фазы этих объектов.

«Мы уже видели две системы младенцев — белых карликовых звезд в бинарной системе, чье быстрое вращение создает сильное магнитное поле. И мы видели множество взрослых звездных систем, где белая карликовая звезда вращалась очень медленно», — сказал Родригес в своем заявлении.

Но это первая звезда, которую мы наблюдали в середине ее «подростковой» фазы, когда она уже создала сильное магнитное поле и только начинает перетягивать на себя материю со звезды-компаньона», — добавил он. «Мы никогда раньше не наблюдали систему, которая вращалась бы так быстро, но при этом резко замедлялась, набирая массу от своего компаньона».

Это открытие еще более захватывающее, потому что эта фаза длится всего около 40 миллионов лет. Это может показаться невероятно долгим сроком, но он относительно короткий, если учесть, что такие звезды, как Солнце, живут около 10 миллиардов лет, прежде чем превращаются в белые карлики. Таким образом, эта «подростковая фаза» составляет всего 0,4% жизни звезды. Для сравнения, если бы звезда была обычным человеком, то подростковый период длился бы всего 107 дней.

Вряд ли этого времени хватило бы, чтобы выкрасить свою спальню в черный цвет.

«Данные, полученные на обсерватории В. М. Кека, убедительно доказали, что эта система обладает сильным магнитным полем и воронкой вещества на белом карлике», — говорит Родригес. «Дополнительные данные, полученные с помощью уникальных инструментов Паломарской обсерватории, показали, что эта система, как ни странно, замедляется».

Исследование команды было опубликовано в феврале в журнале Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

  • Похожие статьи

    Новый подход к поиску жизни за пределами Земли: как определить обитаемость далёких миров?

    Поиск жизни за пределами Земли — одна из ключевых задач современной астрономии и планетологии. США строят несколько крупных телескопов и космических зондов, чтобы продвинуться в этом направлении. Однако признаки жизни…

    Сверхновые могли вызвать опасные для жизни изменения в климате древней Земли. Ученые говорят, что это может произойти снова

    Новые исследования показывают, что взрывная смерть массивных звезд, известных как сверхновые, могла оказать драматическое влияние на климат нашей планеты на протяжении ее далекой истории. Изучение исторических случаев таких событий может…

    Добавить комментарий