Астрономы обнаружили редкий звездный брак

Впечатление художника от слияния двух белых карликов. 

Астрономы из университетов Тюбингена и Потсдама обнаружили новый тип звезд: во время охоты за «горячими звездами» с помощью Большого бинокулярного телескопа в Аризоне команда наткнулась на звезды с необычными свойствами. В то время как нормальные звездные поверхности состоят из водорода и гелия, звезды, найденные во главе с профессором Клаусом Вернером из Тюбингенского университета, покрыты углеродом и кислородом, пеплом от синтеза гелия. Экзотический состав тем более озадачивает, что температура и диаметр звезд указывают на то, что ядра гелия продолжают сливаться в них.

Типичный жизненный цикл звезды, подобной нашему Солнцу, начинается с ядерного синтеза водорода в гелий. После этого глубоко внутри звезды начинается ядерная реакция, превращающая гелий в углерод и кислород: звезда «умирает» в течение миллионов лет и сжимается в так называемый белый карлик.

«Обычно мы ожидаем, что звезды с химическим составом поверхности обнаруженных звезд закончили слияние гелия в центре и близки к заключительной стадии своего развития в белые карлики», — объясняет Клаус Вернер из Института астрономии и астрофизики. Хорошо известно, что есть звезды, которые покрыты углеродом и кислородом вместо водорода.

Предполагается, что причиной этого является взрывной перезапуск синтеза гелия, который затем выводит золу — углерод и кислород — на поверхность. «Однако это событие не может объяснить недавно обнаруженные звезды. Они имеют большие радиусы и мирно выполняют синтез гелия в своем центре».

Возможное объяснение образования этих нетипичных звезд дает параллельная опубликованная статья астрономов из Университета Ла-Платы (Аргентина) во главе с Марсело Миллером Бертолами. «Мы считаем, что звезды, обнаруженные нашими немецкими коллегами, образовались в результате очень редкого типа слияния двух белых карликов», — говорит Миллер Бертолами, первый автор сопроводительной публикации.

Слияния белых карликов в близких двойных системах могут происходить потому, что их орбиты становятся все более разнесенными излучением гравитационных волн.

«Это обычно не приводит к образованию звезды, обогащенной углеродом и кислородом», — объясняет Николь Рейндль из Потсдамского университета.

«Однако мы считаем, что в двойных системах с очень специфическими звездными массами белый карлик с углеродно-кислородным ядром может быть разрушен приливными силами. Затем его материал сбрасывается на поверхность его белого карлика-компаньона, что приводит к образованию этих экзотических звезд». Однако необходимы более точные модели эволюции, чтобы полностью объяснить найденное явление.

Звезды были найдены в рамках крупномасштабной поисковой программы, в которой исследователи отслеживают короткоживущие, горячие звезды, чтобы лучше понять заключительные этапы звездной эволюции.

Спектры звезд регистрируются и анализируются, например, для определения их химического состава. Поскольку эти звезды имеют небольшую светимость, требуются большие оптические телескопы. Крупнейшим вкладчиком в новое открытие является Большой бинокулярный телескоп в Аризоне, состоящий из двух больших первичных зеркал, каждое диаметром 8,4 метра.