Обнаружен один из самых редких объектов в галактике

Космос полон странных вещей, таких как планеты из алмазов, таинственные радиовсплески и квазары, сияющие светом в триллионы Солнц. И вот теперь астрономы из Московского и Бонского университетов обнаружили причудливую звезду, которая может оказаться одним из самых редких объектов в Галактике.

Этот объект известен как J005311 и расположен в созвездии Кассиопея в 10 000 световых лет от Земли. Обнаруженная на изображениях со спутника Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE), J005311 — яркая звезда, расположенная внутри газовой туманности, которая, кажется, излучает только инфракрасное излучение и не излучает видимого света. Это довольно странная комбинация побудила команду исследователей изучить ее истоки.

Анализируя спектр излучения, исходящего от туманности и звезды, ученые обнаружили, что объект еще более странный, чем кажется. В нем нет ни водорода, ни гелия, а звезда в центре сияет примерно в 40 000 раз ярче Солнца.

Что еще странно, она производила невероятно сильный звездный ветер — очень быстрый, до 16 000 километров в секунду, при том, что самые быстрые звездные ветры, исходящие от горячих, огромных звезд, как правило, достигают скорости 2000 км. в секунду.

Наиболее вероятным объяснением всей этой странности является то, что J005311 — это результат слияния двух давно умерших звезд, которые воссоединились и возродились вновь. Эти звезды родились очень похожими на Солнце, но затем сжались и охладились, превратившись в белых карликов после того, как они сожгли весь свой водород, а затем и гелий.

Только тогда они слились в одного белого карлика, который в результате такого слияния увеличил свою массу до уровня достаточного для того, чтобы снова запустить термоядерный синтез, только на этот раз более тяжелых элементов.

Вновь образованный белый карлик объясняет недостаток водорода и гелия и чрезвычайную яркость звезды. Что касается высокоскоростных звездных ветров, считается, что слитые белые карлики имеют очень сильные вращающиеся магнитные поля, которые будут действовать как турбина и ускорять звездный ветер.

«Такое событие встречается крайне редко», — говорит Гетц Грэфенер, один из авторов исследования. «Вероятно, в Млечном Пути нет даже полдюжины таких объектов, и мы обнаружили один из них».

Оказывается, что J005311 может быть не просто редким объектов в космическом пространстве, но редким во времени. Команда ученых считает, что два белых карлика столкнулись всего несколько тысяч лет назад —  мгновение ока по космическим меркам — и получившейся звезде, вероятно, осталось жить совсем недолго.

Всего за несколько тысяч лет звезда превратит все элементы в железо и снова исчезнет. Так как ее масса увеличилась более чем в 1,4 раза по сравнению с массой Солнца в процессе слияния, ее постигнет исключительная судьба. Звезда разрушится под воздействием собственной гравитации. В то же время электроны и протоны, накапливающие ее вещество, сольются в нейтроны.

В результате возникшая нейтронная звезда будет иметь лишь небольшую долю от своего прежнего размера, ее диаметр составит всего несколько километров, а весить она будет больше, чем вся солнечная система. Этот процесс будет сопровождаться огромным взрывом, так называемым взрывом сверхновой.

Vasilii V. Gvaramadze et al. A massive white-dwarf merger product before final collapse, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1216-1