Российские учёные первыми в мире обнаружили сжатие белого карлика

Одно из главных "действующих лиц" нового теста √ белый карлик.

Иллюстрация Francesco Mereghetti

То, что невооружённым глазом воспринимается как звезда Сириус, на самом деле система нескольких тел. Один из компонентов - белый карлик.

Фото Global Look Press.

Белый карлик на ранних стадиях своей эволюции сжимается. Такой вывод давно уже сделан теоретиками. Но до сих пор это явление не удавалось наблюдать. В совместной работе российских и итальянских учёных получены первые прямые свидетельства такого процесса.

О белых карликах мы подробно писали. Это ядра небольших отгоревших звёзд, которые светятся, потому что отдают накопленное тепло. Строго говоря, белый карлик – уже не звезда, но их часто так называют, потому что в телескоп они видны как неяркие белые звёздочки.

Как показывают расчёты, в первый миллион лет после образования такого светила его радиус должен сократиться на несколько сотен километров. Причина проста: остывая, белый карлик уменьшается в объёме.

Однако учёные не верят своим теориям на слово. Требовалось наблюдательное подтверждение. Но как его получить? Во-первых, большинство известных астрономам белых карликов значительно старше миллиона лет. Во-вторых, узнать диаметр такого тела – задача не из простых. Ведь диск звезды в телескоп не разглядишь, она всегда выглядит точкой, размываясь разве что из-за оптических искажений.

Эту проблему решила команда учёных из Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга МГУ (ГАИШ), Института астрономии РАН, Института теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова и Национального института астрофизики (Милан, Италия). В журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society опубликована статья, в которой авторы представляют первые в мире прямые свидетельства сжатия белого карлика.

Исследователи изучали двойную систему HD49798/RX J0648.0–4418, расположенную в созвездии Кормы на расстоянии в две тысячи световых лет от Земли. Этот объект давно интригует астрономов.

Один из компонентов системы – обычная звезда. А второй? Его не удаётся разглядеть в оптические телескопы. Но известно, что система излучает в жёстком рентгеновском диапазоне.

То, что невооружённым глазом воспринимается как звезда Сириус, на самом деле система нескольких тел. Один из компонентов - белый карлик.

Можно предположить, что гравитация "невидимки" захватывает вещество, которое компаньон выбрасывает в виде звёздного ветра. Падая на невидимый компактный объект, этот газ и порождает рентгеновское излучение.

Наблюдая эту систему в разных диапазонах, астрономы уже давно определили период вращения компактного объекта вокруг своей оси. Он оказался равным примерно 13 секунд. То есть объект очень маленький и плотный.

Такие параметры может иметь либо белый карлик, либо нейтронная звезда. Последний вариант маловероятен, потому что он вступает в противоречие со многими другими особенностями системы. Выходит, что это всё-таки белый карлик – правда, вращающийся с рекордной скоростью.

Сергей Попов из ГАИШ и коллеги, обработав данные наблюдений за 20 лет, обнаружили, что скорость вращения этого объекта ещё и растёт. Его "сутки" сокращаются на семь наносекунд в год. Для тела, которое по массе превосходит Солнце, это очень серьёзные темпы.

Причина в падающем на объект потоке вещества? Такие процессы хорошо известны астрономам. Именно они приводят к появлению миллисекундных пульсаров – самых быстрых волчков в наблюдаемой Вселенной.

Но конкретно для системы HD49798/RX J0648.0–4418 такое объяснение не подходит. По расчётам исследователей, падающего вещества хватает только на то, чтобы "подсветить" систему рентгеновским излучением. Особого влияния на её эволюцию этот поток не оказывает, и именно это огромная редкость и большая удача для астрономов.

Авторы предложили иное объяснение: причина в сжатии белого карлика! По закону сохранения момента импульса, если радиус тела уменьшается, скорость вращения увеличивается. Это отлично знают фигуристы, которые прижимают руки к груди, чтобы завертеться быстро-быстро.

Учёные вычислили скорость сжатия, которая давала бы такой эффект. Оказалось, что она составляет около сантиметра в год – идеальное совпадение с тем, что ожидается для молодого белого карлика. Да и возраст системы, по расчётам исследователей, составляет всего два миллиона лет.

Более подробно с результатами исследования можно ознакомиться в пресс-релизе.

К слову, с падением вещества на белые карлики связано много других эффектных явлений, о которых писали "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru). Оно приводит к вспышкам новых звёзд, а иногда и к взрывам сверхновых типа Ia. А ещё эти звёздочки иногда сталкиваются, что тоже приводит к космическим катаклизмам, один из которых не на шутку взволновал человечество в XVI веке. А ведь белые карлики – уже не звёзды, а только остовы сгоревших звёзд, в них не происходит термоядерных реакций. Вот уж действительно: со смертью жизнь не заканчивается.