«Хаббл» обнаружил белый карлик, образовавшийся в результате столкновения звезд

Астрономы внимательнее присмотрелись к белому карлику под названием WD 0525+526, установив, что он образовался не обычным образом, как может показаться на первый взгляд, а имеет гораздо более драматическое происхождение.

Об этом сообщает издание Последние события со ссылкой на пресс-релиз NASA.

Эта компактная звезда размером с Землю казалась типичной. Ученые обнаружили, что на самом деле это следствие столкновения двух звезд: одной.

Белые карлики — это последняя стадия жизни звезд, таких как наше Солнце. Эти остатки звезд чрезвычайно компактны. Один из них может вместить больше массы, чем Солнце, в теле, которое не больше нашей планеты. Большинство белых карликов рождаются, когда звезда исчерпывает свое топливо, раздувается и сбрасывает свои слои, оставляя практически голое ядро.

Но есть и другой, более редкий путь. Иногда две звезды — часто в тесной двойной системе — сталкиваются и сливаются. Результатом является сверхмассивный белый карлик. Именно это произошло с WD 0525+526, и это первый случай, когда ученые подтвердили происхождение слияния на основе ультрафиолетовых доказательств.

«Это открытие подчеркивает, что вещи могут быть другими, чем кажутся нам на первый взгляд», — сказал Борис Генсике, главный исследователь программы «Хаббл» в Университете Варвика.

«До сих пор это выглядело как обычный белый карлик, но ультрафиолетовое зрение «Хаббла» показало, что у него была совсем другая история, чем мы могли бы предположить».

Расположенный в 128 световых годах от Земли, WD 0525+526 на 20% массивнее Солнца. Визуально он выглядит как любой другой белый карлик. Но ученые использовали космический телескоп «Хаббл» и его ультрафиолетовые возможности, чтобы глубже заглянуть в состав звезды.

Ультрафиолетовый спектр обнаружил нечто неожиданное: углерод в его атмосфере. Обычно белые карлики, образовавшиеся из одной звезды, имеют атмосферу, состоящую из водорода и гелия. Их углерод и кислород погребены в ядре, скрыты под толстыми слоями атмосферы.

Однако слияние меняет результат. Когда два белых карлика — или один белый карлик и другой тип звезды — сталкиваются, возникающий взрыв может снести большую часть внешнего водорода и гелия. Остается более разреженная атмосфера, где углерод может вытекать из ядра и становиться видимым.

WD 0525+526 горячее и массивнее, чем несколько других известных белых карликов, образовавшихся в результате слияния. При температуре почти 21 000 кельвинов он слишком горячий для конвекции — обычного процесса, который перемещает углерод во внешние слои белого карлика.

Так как же углерод туда попал? Исследователи считают, что здесь действует более тонкий механизм, который называется полуконвекция. Это более мягкий процесс, но все же достаточно мощный, чтобы вытянуть небольшое количество углерода на поверхность.

Что действительно впечатляет, так это то, как мало углерода содержится в атмосфере этой звезды — примерно в 100 000 раз меньше, чем наблюдалось в других остатках слияния. Это делало ее почти невозможной для обнаружения без соответствующих инструментов.

«Космический спектрограф Хаббла — единственный прибор, который может получить ультрафиолетовую спектроскопию высочайшего качества, необходимую для обнаружения углерода в атмосфере этого белого карлика», — сказала главная автор исследования Снехалата Саху из Университета Варвика.

Это открытие основано на исследовании 2019 года, проведенном в рамках миссии Gaia Европейского космического агентства, в ходе которого была обнаружена группа необычно голубых белых карликов. Позже было подтверждено, что некоторые из них являются результатом слияния. WD 0525+526 сейчас является самым горячим и массивным членом этой группы.

Поскольку углерод в ультрагорячих белых карликах легче обнаружить в ультрафиолете, чем в видимом свете, возможно, что существует гораздо больше таких космических остатков столкновений, которые скрываются в данных и ждут, чтобы их нашли.

«Мы хотели бы расширить наше исследование этой темы, изучив, насколько распространены углеродные белые карлики среди подобных белых карликов и сколько слияний звезд скрывается среди обычной семьи белых карликов», — сказал соавтор исследования Антуан Бедрад.

«Это будет важным вкладом в наше понимание двойных белых карликов и путей к взрывам сверхновых».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.