Новый тип двойных звездных систем подтвердил гипотезу о происхождении белых карликов с чрезвычайно малой массой

Используя данные космического телескопа Gaia, обзора Zwicky Transient Facility Паломарской обсерватории и телескопа имени Дональда Шейна в Ликской обсерватории в Калифорнии, астрономы обнаружили первое физическое доказательство нового типа двойных звезд. Это стало подтверждением выдвинутой ранее гипотезы о происхождении белых карликов с чрезвычайно низкой массой.

«Когда звезда умирает, с вероятностью 97 % она превратится в белый карлик, небольшой плотный объект, который сжался и потускнел после сжигания всего своего топлива, — объясняют Карим Эль-Бадри из Гарвардского университета и Смитсоновского центра астрофизики и его коллеги. — Но в редких случаях звезда может стать белым карликом с чрезвычайно малой массой. Эти звезды меньше одной трети массы Солнца, они представляют собой загадку: если расчеты звездной эволюции верны, все белые карлики с чрезвычайно малой массой будут иметь возраст более 13,8 миллиарда лет — старше возраста самой Вселенной, что, следовательно, физически невозможно».

Астрономы пришли к выводу, что единственный способ формирования такого белого карлика — это помощь второго компонента в двойной системе. Под влиянием гравитации ближайшей звезды-соседа звезда может терять массу, пока не превратится в белый карлик с чрезвычайно малой массой. Подобные звездные системы известны как катаклизмические переменные звезды. Они представляют собой тесные двойные системы, состоящие из белого карлика (главная звезда) и компаньона, роль которого чаще всего исполняет маломассивная слабо проэволюционировавшая звезда главной последовательности, то есть красный карлик. Реже в этой роли выступает субгигант или красный гигант.

Карим Эль-Бадри и его коллеги решили найти примеры подобных звездных систем, в ходе эволюции которых может возникнуть белый карлик с чрезвычайно малой массой. Они определили 50 потенциальных кандидатов, а затем внимательно наблюдали за 21 звездой. «100 % кандидатов были теми предшественниками белых карликов с чрезвычайно малой массой, которых мы искали. Они имели форму яйца, потому что гравитационное притяжение другой звезды искажает их сферическую форму, — говорит Карим Эль-Бадри. — Мы обнаружили эволюционную связь между катаклизмическими переменными и белыми карликами чрезвычайно малой массы и нашли достаточное их количество. Тринадцать звезд показали признаки того, что они всё еще теряли массу по сравнению с их спутником, в то время как восемь звезд, казалось, больше не теряли массу. У каждой из них также была более высокая температура, чем в наблюдаемых ранее катаклизмических переменных».

Исследование опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.