Астрономы впервые увидели сжатие молодого белого карлика

Белый карлик из системы HD49798/RX J0648.0—4418

Francesco Mereghetti

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

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.