Белые карлики, ядра мертвых звезд, обладают этим нелогичным свойством благодаря экзотическому материалу — вырожденному электронному газу. Чем массивнее белый карлик, тем сильнее должны сжиматься электроны, чтобы создать внешнее давление, достаточное для предотвращения коллапса звезды из-за собственного веса.
Почему белые карлики становятся меньше
Белые карлики, подобные находящемуся внутри планетарной туманности NGC 2440 (на фото), имеют странное свойство — чем массивнее они становятся, тем сильнее сжимаются.
STSCI, ESA, NASA
Собранные астрономами данные показали, что это правило применимо к белым карликам с любой массой, заявляют Ведант Чандра и ее коллеги из Университета Джона Хопкинса.
Понимание того, как белые карлики сжимаются по мере увеличения массы, может дать представление о происхождении сверхновых типа 1a, говорит астроном и соавтор исследования Сян-Чжи Хван. Считается, что сверхновые звезды возникают, когда белый карлик становится настолько массивным и компактным, что взрывается. Но никто точно не знает, почему взрываются белые карлики.
Ученые сопоставили размеры и массу более 3000 белых карликов, наблюдаемых обсерваторией Apache Point в Нью-Мексико и космической обсерваторией Gaia Европейского космического агентства. «Если вы знаете, как далеко находится звезда, и если вы можете измерить ее яркость, то вы легко вычислите ее радиус», — говорит Чандра. Но измерить массу звезд оказалось сложнее. В системах с двумя звездами массу вычисляют с помощью их гравитационного воздействия друг на друга.
Для определения массы одиночных белых карликов исследователи использовали влияние общей теории относительности на звездный свет — гравитационное красное смещение. Когда свет выходит из сильного гравитационного поля, его волны расширяются до более красных длин. Чем больше масса белого карлика, тем сильнее растяжение волн.
Результаты новых измерений совпадали с теоретическими расчетами. Белые карлики с массой, составляющей примерно половину массы Солнца, были в 1,75 раза больше Земли, а те, которые имели немного большую массу, чем Солнце, меньше Земли на четверть.