Астрономи рідко бачать зірку у формі сльози

• Міжнародна команда під керівництвом Університету Уоріка зробила рідкісний погляд на двійкову зоряну систему, яка рухається до наднової
• Доля зоряної системи визначалася незвичайними оптичними різницями – ознакою спотворення однієї зірки у форму сльози масивним супутником білого карлика.
• Наднові від таких зоряних систем можна використовувати як “стандартні свічки” для вимірювання розширення Всесвіту

Астрономи зробили рідкісний вигляд двох зірок, що піднімаються до їх руйнування, виявивши попереджувальні знаки зірки у формі краплі.

Трагічна форма зумовлена ​​масивним білим карликом, що спотворює зірку своєю інтенсивною гравітацією поблизу, що також може стати каталізатором для можливої ​​наднової, яка споживатиме і те, і інше. Заснована міжнародною командою астрономів та астрофізиків на чолі з Університетом Уоріка, це одна з небагатьох відкритих зоряних систем, яка одного разу побачить, як біла карликова зірка відновлює своє ядро.

Нове дослідження, опубліковане командою 12 липня 2021 р природна астрономія Він стверджує, що дві зірки перебувають на ранніх стадіях спіралі, яка, ймовірно, закінчиться надновою типу Ia, що допомагає астрономам визначити, наскільки швидко Всесвіт розширюється.

Це дослідження отримало фінансування від Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, німецька науково-дослідна установа) та Ради з питань науки і технологій, яка є частиною Великобританії з досліджень та інновацій.

HD265435 знаходиться приблизно в 1500 світлових роках і складається з гарячої напівкарликової зірки та білої карликової зірки, які обертаються близько між собою зі швидкістю близько 100 хвилин. Білі карлики – це “мертві” зірки, які спалили все своє паливо і впали в себе, роблячи їх маленькими, але дуже щільними.

Зазвичай вважають, що наднова типу Ia виникає, коли серцевина білої карликової зірки спалахує, що призводить до термоядерного вибуху. Є два сценарії, коли це може статися. У першому випадку білий карлик набрав би достатньої маси, щоб досягти в 1,4 рази маси нашого Сонця, відомого як межа Чандрасехара. HD265435 підходить для другого сценарію, коли загальна маса зоряної системи, близької до кількох зірок, знаходиться поблизу або вище цієї межі. Було виявлено лише кілька інших зоряних систем, які досягнуть цього порогу і призведуть до наднової типу Ia.

Провідний автор доктор Інгрід Беллісолі з фізичного факультету Університету Уоріка, який раніше належав до Університету Потсдама, пояснює: “Ми не знаємо точно, як вибухають наднові, але ми знаємо, що вони повинні відбуватися, бо ми бачимо, що вони відбуваються в інших місцях у Всесвіті.

“Один із способів полягає в тому, що якщо білий карлик набере достатньо маси від гарячого підкарлика, тоді, коли обидва обернуться навколо один одного і зблизяться, речовина почне вириватися з гарячого підкарлика і падати на білого карлика. Інший спосіб полягає в тому, що тому, що вони втрачають енергію через випромінювання гравітаційних хвиль, вони будуть наближатися до злиття. Як тільки білий карлик набере достатню масу в будь-якому випадку, він перетвориться на наднову “.

Використовуючи дані транзитного супутника обстеження екзопланет НАСА (TESS), команда змогла спостерігати за гарячим субкарликом, але не за білим карликом, оскільки гарячий субкарлик набагато яскравіший. Однак ця яскравість змінюється з часом, вказуючи на те, що зірка була спотворена у формі сльози сусіднім масивним об’єктом. Використовуючи вимірювання радіальної швидкості та швидкості обертання з обсерваторії Паломар та обсерваторії В.М. Кека, та моделюючи вплив масивного тіла на гарячого підкарлика, астрономи можуть підтвердити, що прихований білий карлик такий важкий, як наше сонце, але трохи менший за земний радіус.

У поєднанні з масою гарячого підкарлика, яка трохи перевищує масу нашого Сонця в 0,6, обидві зірки мають масу, необхідну для створення наднової типу Ia. Оскільки дві зірки вже достатньо близько, щоб почати спіралітися, білий карлик неминуче перетвориться на наднову приблизно через 70 мільйонів років. Теоретичні моделі, розроблені спеціально для цього дослідження, передбачають, що гарячий субкарлик також скоротиться до білої карликової зірки перед тим, як злитися зі своїм супутником.

Наднові типу Ia важливі для космології як “стандартні свічки”. Їх яскравість є постійною і для певного типу світла, а це означає, що астрономи можуть порівняти яскравість, яку вони повинні мати, з тим, що ми спостерігаємо на Землі, і звідси знати, як далеко вони знаходяться з гарним ступенем точності. Спостерігаючи наднові у віддалених галактиках, астрономи поєднують те, що їм відомо про те, як швидко ця галактика рухається, з нашою відстанню від наднової і обчислюють розширення Всесвіту.

Доктор Пелісолі додає: “Чим більше ми розуміємо, як працюють наднові, тим краще ми можемо відкалібрувати наші стандартні свічки. Це дуже важливо на даний момент, оскільки існує невідповідність між тим, що ми отримуємо від цього типу стандартних свічок, і тим, що ми отримуємо через інші методи “.

“Чим більше ми розуміємо, як утворюються наднові, тим краще ми можемо зрозуміти, чи ця розбіжність ми бачимо через нову фізику, яку ми не усвідомлюємо чи враховуємо, або просто тому, що ми зменшуємо невизначеність на цих відстанях.

“Існує ще одна невідповідність між розрахунковою і спостережуваною швидкістю галактичної наднової і кількістю попередників, яких ми бачимо. Ми можемо підрахувати, скільки наднових буде в нашій галактиці, спостерігаючи за багатьма галактиками, або за тим, що ми знаємо з еволюції зірок, і це число є постійним. Але якщо ми шукаємо Об’єкти, які можуть стати надновими, нам просто не вистачає. Це відкриття було дуже корисним для оцінки того, що можуть внести як гарячі субкарлики, так і білі карликові файли. Це все ще здається не так багато, і жодного з каналів, які ми спостерігали, здається недостатньо. “

Довідково: “Гарячий напівкарликовий білий карлик Супер Чандрасехарський фільтр Супернова Ia Предк” Інгрід Беллісолі, Б. Неонтофіл, С. Гір, Т. Купффер, У Хебер, А Ерганг, де Шнайдер, Бастіан, Дж. ван Рестель, В. Шаффенрот і Б. Н. Барлоу, 12 липня 2021 р., Доступно тут. природна астрономія.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01413-0