Існування зір такого типу передбачили 50 років тому, але досі ніколи не спостерігали їх в космосі.

Науковці Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики спостерігали подвійну зорю нового типу, існування якої давно передбачили в астрономії. Відкриття підтверджує, нарешті, процес утворення та еволюцію рідкісного типу зір у Всесвіті.

Новий клас зір, описаний в журналі «Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства» за грудень поточного року, виявив докторант Карім Ель-Бадрі (Kareem El-Badry) за допомогою телескопа Шейна в Лікській обсерваторії в Каліфорнії та даних кількох астрономічних оглядів.

«Ми зі спостережень отримали перші докази існування нової популяції проміжних подвійних зір», — сказав Ель-Бадрі. «Це вражає, бо це відсутня еволюційна ланка в моделях утворення подвійних зір, яку ми шукали».

Новий тип зорі

Коли нормальна зоря вмирає, є шанс у 97 відсотків, що вона стане білим карликом, невеликим щільним об’єктом, який виникає після того, як у зорі вигорить усе паливо. Але в рідкісних випадках зоря може перетворитися в білого карлика надзвичайно малої маси (extremely low mass, ELM). Маса таких зір становить менше однієї третини маси Сонця, і вони є загадкою: якщо розрахунки зоряної еволюції правильні, то вік всіх білих карликів надзвичайно малої маси становить, здавалося б, понад 13,8 мільярдів років. А це більше віку Всесвіту, і, отже, фізично неможливо.

«Всесвіт просто недостатньо старий, щоб створити ці зорі шляхом нормальної еволюції», — зауважив Ель-Бадрі, співробітник Інституту теорії та обчислень (Institute for Theory and Computation) Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.

Багато років тому астрономи дійшли висновку: єдиний спосіб утворення білого карлика ELM — це його формування у подвійній зоряній системі. Гравітаційне притягнення від сусідньої зорі-компаньйона могло б швидко (принаймні, менш ніж за 13,8 млрд років) «з’їсти» зорю, аж поки вона не перетвориться на білого карлика надзвичайно малої маси.

Астрономи спостерігали, як білі карлики перетягують на себе речовину із звичайних масивних зір, спричиняючи появу об’єктів на кшталт катаклізмічних змінних зір. Вони також спостерігали білих карликів ELM із звичайними білими карликами-супутниками. Однак астрономи не спостерігали перехідної фази еволюції чи трансфорації між ними: коли зоря втратила більшу частину своєї маси і майже скоротилася до білого карлика ELM.

Відсутня еволюційна ланка

Ель-Бадрі часто порівнює зоряну астрономію із зоологією 19 століття. «Ви виходите в джунглі й знаходите організм. Ви описуєте, який він великий, скільки він важить — і потім ви переходите до іншого організму», — пояснює він. «Ви бачите всі ці різні типи об’єктів і вам потрібно зрозуміти, як вони всі пов’язані».

У 2020 році Ель-Бадрі вирішив повернутися в «джунглі» у пошуках зорі, яка тривалий час уникала вчених: попередника білого карлика надзвичайно малої маси (такі зорі також називають катаклізмічними змінними, що еволюціонують).

Використовши нові дані від космічної обсерваторії Gaia («Гайя»), запущеної Європейським космічним агентством, і огляду швидкозмінних об’єктів і явищ імені Цвіккі (Zwicky Transient Facility) Каліфорнійського технологічного інституту, Ель-Бадрі звузив один мільярд зір до 50 потенційних кандидатів.

Астроном наголошує на важливості для своєї роботи відкритих даних астрономічних досліджень. «Якби не проєкти, такі як Zwicky Transient Facility та Gaia, що є результатом діяльності багатьох людей, ця робота просто була б неможлива», — наголосив він.

Потім Ель-Бадрі продовжив уважно спостерігати за 21 зорею. Стратегія із вибіркою спрацювала. «100 відсотків кандидатів були цими попередніми зорями, які ми шукали», — сказав він. «Вони були більш розпухлими й роздутими, ніж білі карлики надзвичайно малої маси. Вони також мали яйцеподібну форму, бо гравітаційна дія іншої зорі спотворює їхню сферичну форму».

«Ми знайшли еволюційний зв’язок між двома класами подвійних зір — катаклізмічними змінними та білими карликами ELM — і ми знайшли їх пристойну кількість», — додав Ель-Бадрі.

Тринадцять зір показали ознаки того, що вони все ще втрачають масу внаслідок взаємодії зі своїм супутником, натомість вісім зір, мабуть, більше не втрачають масу. Температура кожної з них також вища, ніж температура катаклізмічних змінних, які досі спостерігали астрономи.

Ель-Бадрі планує продовжити вивчення попередників білих карликів ELM і може продовжити дослідження 29 інших зір-кандидатів, які він раніше виявив. Як і сучасні антропологи, які заповнюють прогалини в еволюції людини, він вражений багатим розмаїттям зір, які можуть формуватися у Всесвіті з простих елементів.

За інф. з сайту https://pweb.cfa.harvard.edu