Астрономы нашли новый тип двойных звезд, существование которого было предсказано

Астрономы наблюдали новый тип двойной звезды, существование которого долгое время предполагалось. Открытие окончательно подтверждает, как формируется и эволюционирует редкий тип звезд во Вселенной.

Новый класс звезд был обнаружен с помощью телескопа Шейна* в обсерватории Лик в Калифорнии и данных нескольких астрономических обзоров.

«Мы наблюдали первое физическое доказательство новой популяции переходных двойных звезд», — говорит автор исследования Карим Эль-Бадри из Гарвардского университета. «Это захватывающе; это недостающее звено эволюции в моделях двойного звездообразования, которые мы так долго искали».

Новый тип звезд

Когда звезда умирает, с вероятностью в 97% она превратится в белого карлика, в небольшой плотный объект, который сжался и потускнел после сжигания всего своего топлива.

Но в редких случаях звезда может стать белым карликом с чрезвычайно малой массой (ELM). Такие звезды меньше одной трети массы Солнца и представляют собой загадку: если расчеты звездной эволюции верны, все белые карлики ELM будут иметь возраст более 13,8 миллиарда лет — старше возраста самой Вселенной и, следовательно, физически невозможны.

«Вселенная просто недостаточно стара, чтобы образовать такие звезды в результате нормальной эволюции», — говорят ученые.

Спустя годы астрономы пришли к выводу, что единственный способ формирования белого карлика ELM — это помощь второго компаньона. Гравитационное притяжение от ближайшей звезды-компаньона может быстро (по крайней мере, менее чем за 13,8 млрд лет) уменьшить звезду, пока она не станет белым карликом ELM. Но доказательства этой картины не являлись надежными.

Астрономы наблюдали нормальные массивные звезды, подобные нашему Солнцу, аккрецирующие на белых карликах — то, что называется катаклизмическими переменными. Они также наблюдали белых карликов ELM с нормальными белыми карликами-компаньонами. Однако они не наблюдали переходную фазу эволюции или промежуточную трансформацию: когда звезда потеряла большую часть своей массы и почти сжалась до белого карлика ELM.

Недостающее эволюционное звено

Используя новые данные Gaia, космической обсерватории, запущенной Европейским космическим агентством, астрономы сузили первоначальную выборку в один миллиард звезд до 50 потенциальных кандидатов, а затем до 21.

Стратегия отбора сработала. «100 процентов кандидатов были теми pre-ELM, которых мы искали», — говорят исследователи. «Они были более раздутыми, чем ELM. Они также имели форму яйца, потому что гравитационное притяжение другой звезды искажает их сферическую форму».

«Мы обнаружили эволюционную связь между двумя классами двойных звезд — катаклизмическими переменными и белыми карликами ELM — и нашли их приличное количество», — добавляет Карим Эль-Бадри.

Тринадцать звезд показали признаки того, что они все еще теряют массу по сравнению с их компаньоном, в то время как восемь звезд, похоже, больше не теряют массу. Каждый из них также был более горячим по температуре, чем ранее наблюдавшиеся катализмические переменные.

Астрономы планируют продолжить изучение белых карликов ELM и, возможно, продолжить изучение 29 других звезд-кандидатов, которые они ранее обнаружили.

Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

*Телескоп Дональда Шейна — это 120-дюймовый (3,05 метра) телескоп-рефлектор, расположенный в обсерватории Лик в Сан-Хосе, Калифорния. Он был назван в честь астронома Дональда Шейна в 1978 году, который руководил усилиями по привлечению необходимых средств от Законодательного собрания Калифорнии, а затем руководил строительством телескопа. Это самый большой и самый мощный телескоп в обсерватории Лик и второй по величине оптический телескоп в мире, когда он был введен в эксплуатацию в 1959 году.