Астрономи перевернули уявлення про білих карликів

Отримано перше наглядове свідоцтво того, що білі карлики можуть піддаватися стабільної термоядерної активності.

Використовуючи космічний телескоп «Hubble», астрономи виявили перші свідоцтва спалювання водню білими карликами, яке дозволяє їм уповільнити старіння. Це суперечить загальноприйнятим поданням про ці об’єкти як про інертних, повільно остигає зірках. Отримані дані та висновки вчених представлені в журналі Nature Astronomy.

«Ми знайшли перше наглядове свідоцтво того, що білі карлики можуть піддаватися стабільної термоядерної активності. Це стало великим сюрпризом », – розповідає Цзяньсин Чен, провідний автор дослідження з Італійського національного інституту астрофізики.

Білі карлики – це повільно остигають зірки, які скинули свої зовнішні шари на останніх етапах еволюції. Вони є цілком звичайними об’єктами для Всесвіту: приблизно 98% всіх зірок в кінцевому підсумку стануть білими карликами, включно із Сонцем.

З метою дослідити фізику, що лежить в основі еволюції білих карликів, астрономи порівняли їх популяції у двох масивних колекціях зірок: кульових скупченнях M3 і M13. Ці два кластери мають багато спільних фізичних властивостей, таких як вік і Металічність, проте зіркові родини, які в кінцевому підсумку дадуть початок білим карликам, різні. Зокрема, в M13 популяція зірок, що знаходиться на стадії еволюції, відомої як горизонтальну гілку, гарячіша, ніж в M3.

«Ми спостерігали M3 і M13 в діапазоні довжин хвиль, близькому до ультрафіолетового. Це дозволило нам порівняти понад 700 білих карликів. Виявилося, що M3 містить тільки стандартні білі карлики, які просто остигають, а в M13 присутні дві популяції: стандартні й ті, яким вдалося втримати зовнішню оболонку з водню », – пояснили автори дослідження.

Доповнивши спостереження «Hubble» комп’ютерним моделюванням зоряної еволюції в скупченні M13, астрономи з’ясували, що приблизно 70% білих карликів в ньому продовжують спалювати водень на поверхні, уповільнюючи швидкість охолодження.

Відкриття має важливі наслідки для визначення віку скупчень зірок в Чумацькому Шляху. Раніше еволюція білих карликів моделювалася як передбачуваний процес охолодження і цей прямий взаємозв’язок між температурою і віком призвів до того, що астрономи використовували швидкість їх охолодження в якості природних годин. Однак білі карлики, що спалюють водень, можуть внести похибку аж до мільярда років.

«Наше відкриття ставить під сумнів визначення білих карликів, оскільки ми отримали новий погляд на те, як зірки старіють. Зараз ми досліджуємо інші скупчення, схожі на M13, щоб розкрити умови, які змушують їх підтримувати тонку водневу оболонку », – уклали автори дослідження.