Хаббл обнаружил “нестареющих” белых карликов

Могут ли умирающие звезды хранить секрет молодости? Новые данные космического телескопа Хаббл НАСА показывают, что белые карлики могут продолжать сжигать водород на последних этапах своей жизни, в результате чего они выглядят более молодыми, чем они есть на самом деле. Это открытие может иметь последствия для того, как астрономы измеряют возраст звездных скоплений, которые содержат самые старые известные звезды во Вселенной.

Эти результаты бросают вызов преобладающему мнению о белых карликах как о инертных, медленно остывающих сгоревших звездах, у которых остановился ядерный синтез. Теперь международная группа астрономов обнаружила первое свидетельство того, что белые карлики могут замедлять скорость своего старения, сжигая водород на своей поверхности.

«Мы нашли первое свидетельство того, что белые карлики все еще могут подвергаться стабильной термоядерной активности, – объяснил Цзяньсин Чен из Alma Mater Studiorum Università di Bologna и Итальянского национального института астрофизики, который руководил этим исследованием. – Это было большим сюрпризом, так как это противоречит тому, что принято считать».

белые искры на черном фоне космоса: бок о бок изображения шаровых скоплений M13 и M3
Чтобы исследовать физику, лежащую в основе эволюции белых карликов, астрономы сравнили остывающие белые карлики в двух массивных коллекциях звезд: шаровых скоплениях M13 и M3. 
Источники: ESA / Hubble, NASA и G. Piotto и др.

Белые карлики всюду

Белые карлики сбросили свои внешние слои на последних этапах своей жизни. Это обычные объекты в космосе; примерно 98% всех звезд во Вселенной в конечном итоге станут белыми карликами, включая наше собственное Солнце. Изучение этих стадий охлаждения помогает астрономам понять не только белых карликов, но и их более ранние стадии.

Чтобы исследовать физику, лежащую в основе эволюции белых карликов, астрономы сравнили остывающие белые карлики в двух массивных коллекциях звезд: шаровых скоплениях M3 и M13. Эти два скопления имеют много общих физических свойств, таких как возраст и металличность (обилие тяжелых элементов), но популяции звезд, которые в конечном итоге дадут начало белым карликам, различны. Это делает M3 и M13 вместе идеальной естественной лабораторией, в которой можно проверить, как разные популяции белых карликов остывают.

«Превосходное качество наших наблюдений Хаббла предоставило нам полное представление о звездном населении двух шаровых скоплений», – продолжил Чен. «Это позволило нам действительно сравнить эволюцию звезд в M3 и M13».

Измерения и моделирование

Используя широкоугольную камеру 3 Хаббла, команда наблюдала M3 и M13 в диапазоне длин волн, близком к ультрафиолетовому, что идеально подходит для обнаружения голубых и слабых звездных объектов в густонаселенных шаровых скоплениях. Это позволило исследователям сравнить более 700 белых карликов в двух скоплениях. Они обнаружили, что M3 содержит стандартные белые карлики, которые просто охлаждают ядра звезд. M13, с другой стороны, содержит две популяции белых карликов: стандартные белые карлики и те, которым удалось удержаться за внешнюю оболочку из водорода, что позволяет им дольше гореть и, следовательно, медленнее остывать.

Сравнивая свои результаты с компьютерным моделированием звездной эволюции в M13, исследователи смогли показать, что примерно 70% белых карликов в M13 сжигают водород на своей поверхности, замедляя скорость их охлаждения. Водород должен был поступать из внешних оболочек звезды, выходящих в космос.

Коррекция возраста звезд

Это открытие может иметь последствия для того, как астрономы измеряют возраст звезд в галактике Млечный Путь. Ранее эволюция белых карликов моделировалась как предсказуемый процесс охлаждения. Эта относительно прямая взаимосвязь между возрастом и температурой привела к тому, что астрономы использовали скорость охлаждения белых карликов в качестве естественных часов для определения возраста звездных скоплений, особенно шаровых и рассеянных скоплений. Однако белые карлики, сжигающие водород, могут привести к тому, что эти оценки возраста будут неточными на целых миллиард лет.

«Наше открытие ставит под сомнение определение белых карликов, поскольку мы рассматриваем новый взгляд на то, как звезды стареют, – добавил Франческо Ферраро из Alma Mater Studiorum Università di Bologna и Итальянского национального института астрофизики, который координировал исследование. – Сейчас мы исследуем другие скопления, похожие на M13, чтобы еще больше ограничить условия, которые заставляют звезды поддерживать тонкую водородную оболочку, которая позволяет им медленно стареть».

Недавно Хаббл зафиксировал квазар через мощную галактическую линзу

Читайте обзоры:

-->