Астрономы впервые увидели сжатие молодого белого карлика
Астрофизики из России и Италии предположили, что белый карлик, входящий в двойную систему HD 49798, находится в начале эволюционного пути и все еще продолжает сжиматься. Эта гипотеза хорошо объясняет необычно большую скорость изменения периода пульсара, говорится в статье, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Система HD 49798/RX J0648.0—4418 находится в созвездии Кормы и удалена от Земли примерно на 650 парсек. Эта двойная система довольно нестандартна, она состоит из горячего белого субкарлика спектрального класса O (разогретого так сильно, что его цвет кажется нам голубым), вращающегося вокруг пульсара с периодом около 1,55 дня, и рентгеновского пульсара с периодом 13,2 секунды, который медленно перетягивает на себя вещество субкарлика. По оценкам ученых, в течение двух тысяч лет в этой системе должна произойти вспышка сверхновой типа Ia, видимая светимость которой достигнет половины светимости Луны.
В прошлом году группа ученых во главе с Сандро Мерегетти (Sandro Mereghetti, это один из соавторов текущей работы) исследовала изменение периода пульсара со временем, проанализировав данные рентгеновских наблюдений за системой, собранные в течение последних 20 лет. Оказалось, что этот период уменьшается со скоростью примерно 2×10−15 секунд в секунду (60 наносекунд в год). Такое быстрое изменение периода нельзя объяснить аккрецией вещества белым карликом, поскольку это приводило бы к гораздо большей наблюдаемой светимости звезды. Нельзя его объяснить и предположением о том, что белый карлик на самом деле является нейтронной звездой, так как в этом случае возникает несколько нестандартных эффектов, например, магнитное поле звезды должно быть необычно слабым. Все эти варианты были рассмотрены и отвергнуты в работе Мерегетти.
В новой работе группа ученых под руководством Сергея Попова из ГАИШ предлагает объяснить быстрое изменение периода тем, что белый карлик на самом деле находится только в начале эволюционного пути и до сих пор сжимается, что приводит к уменьшению момента инерции и изменению периода пульсара. Чтобы проверить эту гипотезу, они смоделировали эволюцию белого карлика с массой, соответствующей HD 49798, с помощью разработанной ранее программы. Оказалось, что скорости изменения периода 2×10−15 секунд в секунду соответствует возраст звезды около двух-трех миллионов лет.
Также астрофизики рассчитали светимость звезды для найденного возраста. Она оказалась равна примерно 0,65 светимостей Солнца, что соответствует белому карлику с температурой поверхности около 75 тысяч Кельвинов. В действительности наблюдаемая светимость системы HD 49798 гораздо больше, поскольку входящий в систему субкарлик светит гораздо сильнее (как десять тысяч Солнц) и перебивает белый карлик.
Если гипотеза ученых окажется верной, то это будет первым свидетельством наблюдения белого карлика на раннем этапе жизни и позволит более подробно исследовать эволюцию таких звезд.
«Десятки лет было понятно, что молодые белые карлики сжимаются. Саму же фазу сжатия „вживую“ никогда не видели. И уникальность системы, которую мы наблюдали, в том, что белый карлик как будто подсветили (благодаря аккреции вещества с соседней звезды). Но подсветили так аккуратно, что это не повлияло на его вращение — вот в чем редкость. В других аналогичных системах аккреция гораздо мощнее: уже она определяет, как белый карлик крутится, отчего заметить „красоту сжатия“ невозможно», — сказал Сергей Попов, слова которого приводит пресс-служба МГУ.
Ранее астрономы сообщали о белом карлике, у которого атмосфера состоит практически полностью из кислорода. Также мы писали о белом карлике, масса которого превысила предел Чандрасекара, из-за чего вспышка сверхновой с его участием получилась особенно яркой. Теоретическое объяснение этого странного явления можно прочитать в другой нашей заметке.
Дмитрий Трунин
Они находятся в толстом диске и гало Млечного Пути
Астрономы при помощи телескопа «Джеймс Уэбб» отыскали 21 кандидата в ранее неизвестные холодные коричневые карлики, которые находятся в толстом диске и гало Млечного Пути. Работа показывает, что глубокие обзоры неба для наблюдений за далекими галактиками могут быть полезны и при поиске далеких и тусклых субзвездных объектов. Препринт опубликован на сайте arXiv.org. Исследования очень маломассивных (менее 0,07 массы Солнца) звезд и коричневых карликов, представляющих собой субзвездные объекты, важны для понимания того, как различается внутренняя структура объектов в зоне перехода между планетами-гигантами и звездами, эволюции двойных звездных систем и звездного населения Млечного Пути. Однако, чем холоднее такие тела, тем труднее их искать, особенно если дело касается коричневых карликов, излучение от которых лежит, в основном, в инфракрасном диапазоне. Группа астрономов во главе с Кевином Хейнлайном (Kevin N. Hainline) из Обсерватории Стюарда опубликовала результаты поиска кандидатов в коричневые карлики в фотометрических данных глубоких обзоров неба JADES и CEERS в рамках исследований галактик и скоплений галактик, полученных инфракрасным телескопом «Джеймс Уэбб» при помощи камеры NIRCam. Итоговая выборка найденных кандидатов в коричневые карлики спектральных типов T и Y включает в себя 21 объект, они находятся на расстояниях от 360 до 13700 световых лет от Солнца. Четыре кандидата могут находиться в гало Млечного Пути, остальные представляют собой население толстого диска галактики. Эффективные температуры карликов составляют 500–1200 кельвинов, а радиусы варьируются от 0,075 до 0,13 радиуса Солнца. Для семи кандидатов исследователи установили наличие собственного движения с направлением, совпадающим с плоскостью галактики, что доказывает, что они не имеют внегалактической природы. Ранее мы рассказывали о том, где был обнаружен коричневый карлик горячее фотосферы Солнца.