Астрофизики впервые в мире наблюдали сжатие белого карлика
Астрофизики из Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ совместно с российскими и итальянскими коллегами впервые обнаружили молодой белый карлик, очень быстро уменьшающий радиус. Увидеть это явление ученым помогла загадочная двойная звездная система в созвездии Кормы. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Ранее астрофизики считалось, что молодые белые карлики — остывающие звезды небольшой массой, на ранней стадии эволюции должны сжиматься. Согласно расчетам, из-за постепенного остывания радиус типичного белого карлика может сократиться на несколько сотен километров в первый миллиона лет его существования.
Тем не менее, астрономических наблюдений, которые могли бы подтвердить истинность этой теории, до последнего времени не было. Дело в том, что большинство известных ученым белых карликов значительно старше, а также у астрономов не было надежного метода измерения радиуса таких звезд.
Сергей Попов и его коллеги смогли найти четкие признаки сжатия белых карликов, наблюдая за источником рентгеновского излучения в двойной звездной системе HD49798/RX J0648.0—4418, расположенной на расстоянии 2000 световых лет от Земли, в созвездии Кормы.
В системе находится компактный объект, период вращения которого составляет всего 13 секунд. Что это — белый карлик или нейтронная звезда — было предметом споров на протяжении многих лет. Если это белый карлик, то тогда ученые имеют дело с самым быстрым вращением подобного объекта среди известных астрономам. Соответственно, источник в рентгеновском диапазоне наблюдается благодаря аккреции вещества, попадающего на карлика из звездного ветра от его звезды-спутника.
Недавно астрономы обнаружили, что скорость вращения компактного объекта уверенно растет на протяжении последних 20 лет. Пульсирующее излучение говорит о том, что источник излучения представляет собой результат взрыва очень массивной звезды — нейтронную звезду, или проэволюционировавшую звезду относительно малой массы, сопостовимой с солнечной — белый карлик.
Период вращения источника сокращается на семь наносекунд в год; это очень много для небесного тела, чья масса превосходит солнечную. А в случае белого карлика такую скорость вращения нелегко объяснить в рамках теорий, в которых вращение ускоряется за счет аккреции вещества звезды-донора.
Попов и его коллеги предложили разгадку этого феномена: растущую скорость вращения легко объяснить уменьшением радиуса — подобно тому как фигурист складывает руки на груди, чтобы быстрее крутиться. По расчетам ученых, возраст звезды в системе HD49798/RX J0648.0—4418 составляет примерно два миллиона лет. Скорость сжатия около сантиметра в год, объясняет наблюдаемую скорость вращения и подтверждает, что астрофизики впервые наблюдали сжимающийся белый карлик.
«У этого открытия есть два важных смысла. С одной стороны, раскрыта загадка загадочной звездной системы. Несколько лет астрономы спорили о том, что там находится — белый карлик или нейтронная звезда; мы дали ответ. По значимости открытие можно сравнить с раскрытием преступления — хотя событие вполне локальное, нам всё равно интересно. Есть и второй смысл. Десятки лет было понятно, что молодые белые карлики сжимаются, но саму фазу сжатия никогда не наблюдали. Уникальность системы, которую мы увидели, в том, что белый карлик увеличил интенсивность излучения благодаря аккреции вещества с соседней звезды, но так, что это не повлияло на его вращение. В других аналогичных системах аккреция гораздо мощнее, она определяет скорость вращения, и заметить эффект сжатия невозможно», — пояснил Попов.
Публикуется по пресс-релизу МГУ.