Астрономам попался вероятный белый карлик-беглец из скопления Гиад

Астрономы нашли хорошего кандидата в белый карлик, убегающий из рассеянного скопления Гиады. Он оказался также потенциально самым массивным из известных белых карликов, возникших в результате эволюции одиночной звезды. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Белые карлики образуются в конце жизни звезд малой и средней массы, максимальная масса таких компактных объектов определяется пределом Чандрасекара со значением около 1,39 массы Солнца. При этом максимальная масса звезд-прародителей оценивается в 8-12 масс Солнца. Хорошие ограничения на массу можно получить, сопоставляя массы звезд-прародителей и получающихся белых карликов, однако это не так просто — в частности, трудно определить возраст одиночного карлика. Однако, если белый карлик является частью звездного скопления, где все звезды образуются почти в одно и то же время из одного облака, то задача становится легче.

Рассеянные звездные скопления часто становятся зоной исследований белых карликов, однако для них наблюдается дефицит таких объектов. Например, в ближайшем к Земле рассеянном скоплении Гиады в созвездии Тельца, 75 процентов от предсказываемого числа белых карликов не наблюдается. Это может объясняться тусклостью карликов при сильном остывании, их включением в двойные системы, а также покиданием скопления из-за динамических взаимодействий или асферической потери массы звездой-прародителем.

Группа астрономов во главе с Дэвидом Миллером (David R. Miller) из Университета Британской Колумбии опубликовала результаты поисков белых карликов, покинувших скопление Гиады. Ученые работали с выборкой из 521 звезды из данных космического телескопа Gaia, которые находились в пределах пятнадцати парсек от центра скопления и демонстрировали кинематические свойства, схожие со свойствами скопления.

Исследователи обнаружили три интересных кандидата: WD1 (Gaia EDR3 560883558756079616, масса более 1,3 массы Солнца), WD2 и WD3 (Gaia EDR3 3776918275016618112 и Gaia EDR3 3072348715677121280, масса каждого — около 1,1 массы Солнца). В ходе дальнейшего анализа статус WD2 и WD3 был сочтен сомнительным для более подробного изучения, поэтому ученые сосредоточились на WD1, проведя спектроскопические исследования при помощи наземного телескопа «Джемини-Север».

Астрофизики определили, что масса WD1 составляет 1,317 массы Солнца, радиус — 2230 километров, эффективная температура — около 26,4 тысячи кельвин, а возраст охлаждения (время, прошедшее с момента образования белого карлика, за которое он успел остыть до текущей температуры) — около 556 миллионов лет. Предполагается, что он возник в ходе гибели одиночной звезды-прародителя с массой более 7,5 массы Солнца и временем жизни менее сорока миллионов лет. Вероятность того, что кандидат является истинным беглецом из Гиад, составляет 97,8 процента, с возрастом убегания около 15 миллионов лет.

Беглецами в космосе бывают не только белые карлики — недавно убегающую из галактики сверхмассивную черную дыру нашли по звездному следу, хотя некоторые ученые считают его спиральной галактикой.