Раскрыт секрет слишком маленьких звезд, которые не могут существовать

Белые карлики, которые считаются слишком маленькими, чтобы существовать при нынешнем времени жизни Вселенной, теперь, однако, были замечены, когда их масса снижалась двойными компаньонами - механизм, который долгое время подозревался, который мог бы объяснить их размер, но никогда прежде не был доказан в исследованиях. дикий.

Эти двойные системы с "недостающим звеном" называются эволюционировавшими катаклизмическими переменными, и их открытие помогает нам понять один из этапов эволюционного пути мертвых звезд.

"Мы наблюдали первое физическое доказательство новой популяции переходных двойных звезд", - говорит астроном Карим Эль-Бадри из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики. "Это захватывающе; это недостающее звено эволюции в моделях двойного звездообразования, которые мы так долго искали".

Белые карлики - это то, что становится звездой, которая примерно в восемь раз превышает массу Солнца, когда у нее заканчивается топливо для процесса ядерного синтеза.

Умирающая звезда выбрасывает большую часть своей массы, и ядро ​​коллапсирует в чрезвычайно плотный объект - примерно в 1,4 раза больше массы Солнца, упакованный в сферу размером с Землю (хотя они могут варьироваться).

Однако в редких случаях они могут быть настолько малы по массе, что, согласно нашим моделям звездной эволюции, они не должны существовать. Эти чрезвычайно маломассивные белые карлики, или ELM, составляют лишь около одной трети массы Солнца. Такая потеря массы должна занять намного больше времени, чем нынешнее время жизни Вселенной, которое составляет всего около 13,8 миллиарда лет.

Но это только в том случае, если звезда существует изолированно. Если бы что-то еще - например, двойной спутник - выделило массу белого карлика, это значительно ускорило бы процесс, четко объяснив присутствие ELM во Вселенной. Единственная проблема, которая оставалась до сих пор, заключается в том, что процесс никогда не наблюдался.

Согласно теории, процесс должен происходить после стадии, называемой стадией катаклизмической переменной. Это когда белый карлик находится в двойной системе с другой звездой, настолько близко друг к другу, что белый карлик аккрецирует материал от своего компаньона.

Периодически белый карлик будет извергаться, поскольку сросшийся материал запускает неуправляемый синтез водорода в его атмосфере. Эти катаклизмы вызывают колебания яркости, отсюда и название.

Иногда белый карлик накапливает столько материала, что становится нестабильным, взрываясь сверхновой типа Ia - но есть и другой вариант. Баланс может измениться, и вместо этого другая звезда начнет отбирать массу у белого карлика.

Эль-Бадри и его коллеги использовали данные астрономических обзоров космической обсерватории Гайя и транзитного центра Цвикки, выделив 50 звезд, которые могли находиться в этой промежуточной стадии. Затем они использовали телескоп Шейна в обсерватории Лик, чтобы получить подробные наблюдения 21 из этих двойных звезд. И они нашли.

"100 процентов кандидатов были теми до-ELM, которые мы искали. Они были более надутыми и раздутыми, чем ELM. Они также были яйцевидной формы, потому что гравитационное притяжение другой звезды искажает их сферическую форму", - сказал Эль-Бадри. "Мы обнаружили эволюционную связь между двумя классами двойных звезд - катаклизмическими переменными и белыми карликами ELM - и нашли их приличное количество".

Большинство двойных систем состояло из белого карлика, который примерно в 0,15 раза больше массы Солнца, а его спутники примерно в 0,8 раза больше массы Солнца.

Все белые карлики показали признаки потери массы своих звезд-компаньонов; для 13 звезд процесс все еще продолжался, в то время как остальные восемь больше не теряли массу, а были опухшими, как будто потеря массы произошла недавно. Все 21 звезда были горячее и ярче, чем обычно наблюдается в катаклизмическом переменном белом карлике.

Необходима дополнительная работа, чтобы полностью понять совокупность эволюционировавших катаклизмических переменных, включая более подробные наблюдения за 21 двойной системой. Команда также надеется вернуться и поближе познакомиться с другими 29 двоичными файлами из первоначальных 50 кандидатов.