Астрономы впервые наблюдательно подтвердили существование вспышек микроновых, которые возникают на аккрецирующих белых карликах в двойных системах. Всего ученые нашли три подобных события, которые схожи со всплесками на аккрецирующих нейтронных звездах и в миллион раз менее мощные, чем классические новые. Статья опубликована в журнале Nature, кратко о работе рассказывается на сайте Европейской южной обсерватории.
Двойные системы, состоящие из обычной звезды и белого карлика, являющегося конечной стадией эволюции звезд с массами менее 8 масс Солнца, представляют для астрофизиков крайне интересные объекты. Их изучение позволяет разобраться в механизмах вспышек новых и сверхновых типа Ia, процессах аккреции вещества на компактный объект и влиянии на него магнитных полей (в случае поляров), а также взаимодействии тел в двойных звездных системах.
Вспышки новых, выглядящие как резкое и мощное увеличение яркости некоторых звезд, происходят в двойных системах с белым карликом, который аккрецирует на себя вещество звезды-компаньона, накапливающееся вблизи его фотосферы. По мере накопления водорода в таком слое и увеличения температуры в нем инициируются реакции слияния ядер водорода в гелий, что приводит к глобальной вспышке, не приводящей к разрушению самого карлика. В дальнейшем процесс будет повторяться снова с интервалом от десятков до тысяч лет. Астрономы также предсказывают, что на белых карликах могут происходить и локальные термоядерные вспышки, подобные рентгеновским всплескам типа I, наблюдаемым на аккрецирующих нейтронных звездах.
Группа астрономов во главе с Симон Скаринджи (Simone Scaringi) из Дарэмского университета в Великобритании сообщила, что впервые зафиксировала три вспышки микроновых на белых карликах, которые входят в двойные системы TV Голубя (TV Col), EI Большой Медведицы (EI UMa) и ASASSN-19bh. Ученые занимались анализом данных многолетних наблюдений за TV Col, а EI UMa и ASASSN-19bh первоначально были найдены космическим телескопом TESS в период с 2018 по 2020 год. ASASSN-19bh в дальнейшем исследовалась при помощи инструмента X-shooter, установленного на комплексе телескопов VLT в Чили.
TV Голубя характеризуется орбитальным периодом 5,5 часа и содержит белый карлик, вращающийся с периодом 1900 секунд. За последние 40 лет в этой системе несколько раз наблюдались необъяснимые быстрые вспышки как в оптическом, так и в рентгеновском диапазоне волн. Во время вспышек усиливаются линии излучения сильно ионизованных гелия и азота, а в ультрафиолетовом диапазоне наблюдается истечение вещества со скоростями более 3500 километров в секунду, что сравнимо со скоростью убегания с поверхности белого карлика. Светимость во время вспышек в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне увеличивалась более чем в три раза менее чем за час и затухала в течение 10 часов.
В случае EI Большой Медведицы в системе находится замагниченный белый карлик, аккрецирующий вещество от звезды-компаньона. Орбитальный период для этой системы оценивается в 6,4 часа, а период вращения карлика — в 746 секунд. ASASSN-19bh также содержит белый карлик, перетягивающий вещество со звезды-донора, которая может относится к K-типу.
Для всех трех систем наблюдавшиеся вспышки сильно напоминают рентгеновские всплески типа I, возникающие в системах с аккрецирующими вещество нейтронными звездами. Нижние пределы массы, участвовавшей в термоядерных реакциях во время вспышек TV Col, EI UMa и ASASSN-19bh были оценены в 1,8×10–11, 2,6×10–11 и 5,8×10–11 масс Солнца, соответственно, что в миллион раз меньше, чем в случае вспышек классических новых.
Ученые пришли к выводу, что данные вспышки нельзя объяснить термовязкостной нестабильностью в аккреционном диске, кратковременным усилением аккреции или событием магнитного пересоединения. Если магнитное поле белого карлика больше 106 гаусс, что ожидается для всех трех систем, то его вращающаяся магнитосфера способна управлять динамикой аккреции и порождать столбчатые потоки вещества, богатого водородом, падающие в область магнитных полюсов карлика. Если давление в основании аккреционного потока будет сравнимо с критическим давлением, необходимым для инициации реакций слияния, то может произойти локализованная по площади вспышка, которая и будет микроновой.
Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли остаток сверхновой 1181 года, возникшей за счет столкновения двух белых карликов.
Александр Войтюк