Астрономы открыли 21 новую эволюционировавшую катаклизмическую переменную

Астрономы открыли 21 новую эволюционировавшую катаклизмическую переменную, в которых, помимо белого карлика, присутствует маломассивная звезда-прародитель белого карлика с чрезвычайно малой массой. Это в три раза увеличивает известную выборку подобных систем и позволяет разобраться в происхождении очень легких белых карликов в двойных системах. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Катаклизмические переменные представляют собой короткопериодические двойные системы, где белый карлик перетягивает вещество с маломассивной звезды-компаньона, которая переполняет свою полость Роша. Длительная эволюция системы будет заключаться в уменьшении массы звезды, выступающей донором вещества для белого карлика, и сближением тел из-за потери углового момента. При этом данные наблюдений говорят о том, что небольшая часть звезд-доноров в катаклизмических переменных обладают необычно высокими эффективными температурами и светимостью. 

Подобные явления объясняются тем, что звезда-донор переполняет полость Роша ближе к концу своего существования на главной последовательности. К тому времени, когда система станет короткопериодической, звезда будет состоять из гелиевого ядра с толстой водородной оболочкой. Скорость переноса вещества звезды на белый карлик в таких системах будет намного ниже, чем в типичных катаклизмических переменных, а эффективная температура звезд-доноров выше. 

Итогом эволюции подобных систем станет формирование белого карлика с чрезвычайно малой массой (ELM-карлик), которая составляет менее 0,3 массы Солнца, в паре с обычным белым карликом. Системы-прародители таких компактных объектов называют эволюционировавшими катаклизмическими переменными (или «прото-ELM»). Они состоят из белого карлика и прародителя белого карлика с чрезвычайно малой массой, окруженного остаточной оболочкой, где еще идет горение водорода.

Группа астрономов во главе с Каримом Эль-Бадри (Kareem El-Badry) из Смитсоновской астрофизической обсерватории опубликовала результаты исследований выборки из 21 катаклизмической переменной, найденной в данных космического телескопа Gaia. Кривые блеска переменных были взяты из данных обзора неба ZTF (Zwicky Transient Facility), а спектроскопические исследования для 21 системы велись при помощи телескопа Дональда Шейна в обсерватории Лик.

Ученые выяснили, что во всех спектроскопически исследованных катаклизмических переменных звезда-донор полностью или почти полностью заполняет полость Роша. В 13 системах наблюдается перенос массы между компонентами, а в остальных восьми он прекратился недавно. Большинство звезд-доноров горячее, чем любые ранее известные подобные объекты — их эффективные температуры от 4700 до 8000 кельвин.

Все изученные системы, по мнению исследователей, можно отнести к эволюционировавшим катаклизмическим переменным или к их потомкам, где формируется ELM-карлик. Средняя масса прародителя белого карлика с чрезвычайно малой массой составила около 0,15 массы Солнца, а масса компаньона — 0,8 массы Солнца. Таким образом, итогом работы стало увеличение в три раза известной выборки эволюционировавших катаклизмических переменных. Ученые намерены более подробно изучить уже найденные системы, а также еще 29 кандидатов из первоначального списка.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы отыскали самый быстровращающийся белый карлик в катаклизмической системе.

Александр Войтюк