Астрономы подтвердили замедление старения белых карликов за счет массивной водородной оболочки

Космический телескоп «Хаббл» отыскал в шаровом скоплении М13 необычно много ярких белых карликов по сравнению с аналогичным скоплением М3. По мнению астрономов это можно считать первым наблюдательным доказательством того, что из-за термоядерных реакций в водородной оболочке белые карлики тормозят процесс своего охлаждения. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Белые карлики представляют собой бывшие ядра звезд с массами до 8 масс Солнца (по некоторым оценкам — до 11 масс Солнца), которые завершили свою эволюцию. Их исследование позволяет узнать многое о физических свойствах и эволюции их прародителей, которые составляют 98 процентов всех звезд во Вселенной. Считается, что для белых карликов характерно отсутствие термоядерных реакций, не считая пренебрежимо малого ядерного горения в остаточной водородной оболочке, благодаря чему они постепенно остывают. Это позволяет астрономам использовать их в качестве достаточно точного космического «хронометра» для наложения ограничений на возраст различных звездных популяций в галактике — например, в диске Млечного Пути или в случае шаровых и рассеянных скоплений.

Однако недавно появились теоретические доказательства того, что даже относительно небольшого количества остаточного водорода (на уровне 10^-4 масс Солнца) будет достаточно, чтобы обеспечить протекание термоядерных реакций, которые замедлят процесс охлаждения и заметно повлияют на вид функции светимости карлика от времени, особенно в случае маломассивных (0,6 масс Солнца), малометалличных белых карликов.

Группа астрономов во главе с Цзяньсин Ченом (Jianxing Chen) из Итальянского национального института астрофизики опубликовали результаты анализа данных наблюдений нескольких сотен белых карликов в двух старых и массивных шаровых скоплениях M3 и M13 в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах волн, проведенных при помощи космического телескопа «Хаббл».

Несмотря на то, что оба скопления имеют много общих физических свойств, в M13 был обнаружен явный переизбыток ярких белых карликов, который не является результатом долгосрочной динамической эволюции скопления. По мнению ученых, в скоплении М13 существует две популяции белых карликов: 30 процентов из них можно считать типичными белыми карликами, а 70 процентов из них обладают массивной водородной оболочкой, позволяющей поддерживать термоядерные реакции в ней, из-за чего эти объекты медленнее остывают.

Исследователи считают, что результаты работы позволят доработать модели эволюции белых карликов и уменьшить систематические погрешности при использовании карликов в качестве хронометра, которые могут достигать одного миллиарда лет.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы нашли ультратяжелый белый карлик, самый быстровращающийся белый карлик и фрагменты экзопланетной коры в атмосфере старого белого карлика

Александр Войтюк