Астрономы сделали редкие наблюдения двух звезд, стремящихся к своей гибели, заметив контрольные признаки звезды в форме капли. Такая интересная форма вызвана массивным соседним белым карликом, искажающим звезду своей интенсивной гравитацией, что также станет катализатором для возможной сверхновой, которая поглотит и то, и другое.
Обнаруженная международной группой астрономов и астрофизиков во главе с Уорикским университетом, это одна из очень небольшого числа обнаруженных звездных систем, которые однажды увидят, как звезда белого карлика снова воспламенит свое ядро.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, подтверждает, что две звезды находятся на ранних стадиях спирали, которая, вероятно, закончится сверхновой типа Ia, типом, который помогает астрономам определить, насколько быстро расширяется Вселенная.
Двойная система HD265435
HD265435 находится на расстоянии примерно 1500 световых лет от нас и состоит из горячей субкарликовой звезды и белого карлика, вращающихся вокруг друг друга со скоростью около 100 минут. Белые карлики – это «мертвые» звезды, которые выжгли все свое топливо и сжались сами по себе, став маленькими, но чрезвычайно плотными.
Обычно считается, что сверхновая типа Ia возникает, когда ядро звезды белого карлика повторно воспламеняется, что приводит к термоядерному взрыву. Это может произойти в двух сценариях. В первом случае белый карлик набирает достаточно массы, чтобы в 1,4 раза превышать массу нашего Солнца, что известно как предел Чандрасекара. HD265435 подходит для второго сценария, в котором полная масса тесной звездной системы из кратных звезд близка или превышает этот предел. Было обнаружено лишь несколько других звездных систем, которые достигнут этого порога и приведут к сверхновой типа Ia.
Будущая сверхновая
«Мы не знаем точно, как взрываются эти сверхновые, но мы знаем, что это должно произойти, потому что мы видим, что это происходит в другом месте во Вселенной, – объясняет ведущий автор д-р Ингрид Пелизоли из факультета физики Уорикского университета. – Один из способов заключается в том, что если белый карлик наберет достаточную массу от горячего субкарлика, так что по мере того, как они двое будут вращаться по орбите друг друга и приближаться, материя начнет покидать горячий субкарлик и падать на белый карлик. Другой способ состоит в том, что, поскольку они теряют энергию из-за излучения гравитационных волн, они будут приближаться, пока не сольются. Как только белый карлик наберет достаточную массу с помощью любого из методов, он станет сверхновой».
Используя данные спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), команда смогла наблюдать горячий субкарлик, но не белый карлик, поскольку горячий субкарлик намного ярче. Однако эта яркость со временем меняется, что говорит о том, что звезда была искажена в форму слезы из-за соседнего массивного объекта. Используя измерения лучевой скорости и скорости вращения, полученные в Паломарской обсерватории и обсерватории Кека, а также путем моделирования воздействия массивного объекта на горячий субкарлик, астрономы смогли подтвердить, что скрытый белый карлик такой же тяжелый, как наше Солнце, но при этом немного меньше, чем Земля.
В сочетании с массой горячего субкарлика, которая чуть более чем в 0,6 раза больше массы нашего Солнца, обе звезды имеют массу, необходимую для возникновения сверхновой типа Ia. Поскольку две звезды уже достаточно близки, чтобы начать сближаться по спирали, белый карлик неизбежно станет сверхновой примерно через 70 миллионов лет. Теоретические модели, разработанные специально для этого исследования, предсказывают, что горячий субкарлик также сожмется и станет белым карликом, прежде чем сольется со своим компаньоном.
Расширение Вселенной
Сверхновые типа Ia важны для космологии как «стандартные свечи». Их яркость постоянна и соответствует определенному типу света, что означает, что астрономы могут сравнить, какой яркости они должны быть с тем, что мы наблюдаем на Земле, и исходя из этого с хорошей степенью точности определить, насколько они удалены. Наблюдая сверхновые в далеких галактиках, астрономы объединяют то, что они знают о том, насколько быстро эта галактика движется, с нашим расстоянием от сверхновой, и вычисляют расширение Вселенной.
«Чем больше мы понимаем, как работают сверхновые, тем лучше мы можем откалибровать наши стандартные свечи. На данный момент это очень важно, потому что есть несоответствие между тем, что мы получаем от этой стандартной свечи, и тем, что мы получаем другими методами, – добавляет Пелизоли. – Чем больше мы понимаем, как формируются сверхновые, тем лучше мы можем понять, связано ли это несоответствие, которое мы наблюдаем, с новой физикой, о которой мы не знаем и не принимаем во внимание, или просто потому, что мы недооцениваем неопределенности в этих расстояниях. .
По его словам, есть еще одно несоответствие между оцененной и наблюдаемой частотой галактических сверхновых, а также количеством видимых предшественников. Ученые могут оценить, сколько сверхновых будет в нашей галактике, наблюдая за множеством галактик или исходя из того, что известно из звездной эволюции, и это число непротиворечиво. Но если искать объекты, которые могут стать сверхновыми, этого недостаточно.
“Это открытие было очень полезным для оценки того, какой вклад могут внести горячие субкарлики и белые карлики. По-прежнему кажется, что это не так уж много, ни одного из наблюдаемых нами каналов, похоже, недостаточно”, – подчеркивает автор исследования.
Ученые обнаружили близкую черную дыру по рентгеновским лучам
