Астрономи виявили незвичайний білий карлик-попередник наднової

Виявлено систему, в якій перед тим, як вибухнути надновою, білий карлик акреціює гелій, а не водень, набираючи масу повільніше, ніж вважалося раніше.

Про це повідомляється в пресрелізі Боннського університету, передають OstanniPodii.com.

Команда під керівництвом Інституту позаземної фізики імені Макса Планка (MPE) в Гархінгу за участю Боннського університету виявила бінарну зоряну систему, в якій матерія перетікає на білий карлик від його компаньйона.

Систему було виявлено завдяки яскравому, так званому надм′якому рентгенівському випромінюванню, яке виникає поблизу поверхні білого карлика внаслідок ядерного синтезу газу, що перетік до нього. Незвичайність цього джерела полягає в тому, що перетікає та згорає саме гелій, а не водень. Виміряна світність дає змогу припустити, що маса білого карлика зростає повільніше, ніж вважалося раніше, що може допомогти зрозуміти кількість наднових, спричинених вибухами білих карликів. Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature.

Зоря-білий карлик може вибухнути як наднова, коли її маса перевищить межу в 1,4 маси Сонця - це так звана межа Чандрасекара, яку було виведено 1930 року індійсько-американським астрофізиком і нобелівським лауреатом Субрахманьяном Чандрасекаром.

Білі карлики, що вибухають, не тільки вважаються основним джерелом заліза у Всесвіті, а й є важливим інструментом для космології. Названі надновими типу Ia (SN Ia), усі вони стають приблизно однаково яскравими, що дає змогу астрофізикам точно визначити відстань до галактик, у яких вони перебувають.

Однак навіть після багатьох років інтенсивних досліджень залишається незрозумілим, за яких обставин маса білого карлика може зрости до межі Чандрасекара.

На початку 1990-х років надм′які рентгенівські джерела зі стабільним горінням водню на їхніх поверхнях було визначено як новий клас об′єктів за допомогою космічної рентгенівської обсерваторії ROSAT, і деякий час їх вважали потенційними кандидатами в попередники SN Ia. Проблема з цими джерелами, однак, полягає в їхньому водневому достатку: наднові типу Ia не показують ознак слідів водню.

Понад 30 років передбачалися подвійні зоряні системи, в яких білий карлик акреціює та стабільно спалює гелій на своїй поверхні, але такі джерела ніколи не спостерігалися.

Новини за подібною темою:

		Спостереження "Вебба" за лінзованою надновою допомагає підтвердити теорію Габбла
		"Габбл" висвітлив наднову в далекій галактиці
		Водні світи, які пережили смерть своїх зірок, можуть добре підходити для пошуків життя

Тепер команда виявила, що в оптичному спектрі одного рентгенівського джерела повністю домінує гелій.

“Надм′яке рентгенівське джерело [HP99] 159 відоме з 1990-х років, коли його вперше спостерігали за допомогою ROSAT, пізніше за допомогою XMM-Newton і тепер за допомогою eROSITA”, - пояснює Йохен Грайнер, який очолює аналіз цього джерела в MPE. “Тепер ми змогли ідентифікувати його як оптичне джерело у Великій Магеллановій Хмарі. У його спектрі ми виявили в основному емісійні лінії гелію, що виходять від акреційного диска”.

Однак це не розв′язує проблему попередників SN Ia: теоретичні моделі передбачають, що близько 2-5% речовини гелієвої зірки-компаньйона буде винесено вибухом SN Ia та викинуто в навколишнє середовище. Однак таку кількість гелію не було виявлено в більшості наднових Ia, що спостерігалися до теперішнього часу. Існує, однак, підклас із меншою світністю, SN Iax, у якому вибух слабкіший, і тому гелію викидається менше.

Відкрита зараз система [HP99] 159 може скінчитися в такій SN Iax, згідно з поточними знаннями, оскільки виміри тут показують, що безперервне горіння гелію в білих карликах можливе навіть за нижчих швидкостей акреції, ніж теоретично передбачено. Виміряна світність [HP99] 159 приблизно вдесятеро менша, ніж очікується за канонічної швидкості, і водночас виміряна рентгенівська температура перебуває точно в очікуваному діапазоні для стабільного горіння гелію.

“Спостережувана рентгенівська яскравість дає змогу припустити, що горіння гелію, який надходить до білого карлика, стабілізовано його швидким обертанням, що робить імовірним остаточний вибух наднової системи”, - каже професор д-р Норберт Лангер з Інституту астрономії Аргеландера, який також є членом трансдисциплінарної дослідницької галузі "Матерія" в Боннському університеті.

Оскільки попередні вимірювання показують, що світність залишається незмінною протягом приблизно 50 років, має бути можливий широкий діапазон темпів акреції, що призводять до вибухів.

“Зорі без водневих оболонок, як-от зоря-компаньйон, виявлена в [HP99] 159, є важливим проміжним етапом у життєвому циклі бінарних зірок, який повинен відбуватися приблизно у 30% таких систем”, - каже Джулія Боденштайнер з Європейської південної обсерваторії (ESO), яка вивчає масивні зорі з часів своєї магістерської дисертації в MPE. “Таких зірок має бути багато, але досі спостерігалося лише кілька”.

Тепер команда сподівається знайти за допомогою рентгенівського телескопа eROSITA десятки подібних джерел у двох Магелланових хмарах. Це дозволить їм ще більше обмежити умови для зародження SN Ia.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Наднові
• еволюція зірки
• Білий карлик