Обнаружена «звездная парочка», много лет скрывавшаяся от ученых
Сотрудники Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) обнаружили двойную систему белых карликов J2322 + 0509, состоящих из ядер гелия. Светимость таких звезд крайне мала. О первой зарегистрированной бинарной системе из гелиевых белых карликов тут же сообщили в журнал Astrophysical Journal Letters.
Белый карлик — это финальный этап жизненного цикла звезд, подобных нашему Солнцу. Такие объекты недостаточно велики, чтобы сколлапсировать в нейтронную звезду или черную дыру. Когда термоядерные реакции прекращаются, остатки водородного топлива сжигаются в процессах сжатия и расширения. Газовая оболочка звезды получает импульс и выбрасывается в галактическое пространство. Так образуются планетарные туманности.
То, что останется от звезды после сброса газовой оболочки, зависит от исходной массы. Синтез внутри ядра у самых легких звезд завершается превращением водорода в гелий. У звезд покрупнее — до 8-11 солнечных масс — на конечном этапе образуются более тяжелые элементы: углерод и кислород, неон и магний.
Белые карлики с гелиевыми ядрами практически невидимы в оптическом диапазоне излучения. Двойные системы из таких звёзд можно разглядеть, если смотреть на них «сбоку». С этого ракурса звезды с различной интенсивностью по очереди заслоняют друг друга, пока вращаются вокруг общего центра. Система белых карликов J2322 + 0509 ориентирована относительно Земли так, будто мы смотрим на нее «сверху» и видим центр вращения и орбиты звезд, будто на плоском рисунке. Чтобы подтвердить находку, астрономы применили метод спектрометрии.
Открытие важно само по себе, однако уникальным его делает кое-что другое. Взаимодействие звезд в двойной системе обязано сопровождаться гравитационными волнами. По оценкам ученых, волны, испускаемые обнаруженной системой в описанном направлении, в 2,5 раза сильнее, чем в перпендикулярном. В 2034 году, когда запустят детектор гравитационных волн LISA, исследователи попробуют зарегистрировать волны от парочки белых карликов. Данные о ней послужат калибровочными для дальнейшего обнаружения подобных объектов в будущем.
«Теории предсказывают, что существует множество двойных звездных систем с гелиевыми ядрами, — отметил доктор Уоррен Браун, астроном CfA и ведущий автор исследования, — Наша находка станет опорой для поиска этих моделей с помощью детектора LISA».
Орбитальный период найденной системы составляет 1201 секунду или чуть более 20 минут. Это третий кратчайший период из всех когда-либо обнаруженных у двойных систем. По словам ученых, орбита продолжит сокращаться из-за потерь энергии на гравитационное взаимодействие. Однако астрономическое сообщество может быть спокойным. Детектор LISA запустят намного раньше, чем звезды сольются в одного более массивного белого карлика. По оценкам ученых, слияние произойдет не раньше чем через 6-7 миллионов лет.