Астрономи са открили особен тип малки, но свръхгорещи звезди, външно покрити с въглерод и кислород, останали след изгарянето на хелия. Обикновено звездите с този състав на повърхността се считат за напълно изгорели и са на път да се превърнат в бели джуджета, но в дадения случай хелият все още присъства в ядрата им и протичат ядрени реакции. Това ново откритие може да промени разбирането на учените за възможните пътища на звездната еволюция.
Група германски астрономи, водени от професор Клаус Вернер от университета в Тюбинген, са открили нов странен тип звезди, покрити със странични продукти от горенето на хелий. Може би тези звезди са се образували в резултат на рядко звездно сливане. Резултатите от изследването са публикувани в списанието Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Какво има в черната дупка: имат ли отговор физиците?
Докато външните обвивки на обикновените звезди се състоят от водород и хелий, звездите, открити от Вернер и неговите колеги от Института по физика и астрономия към Университета в Потсдам, са покрити с въглерод и кислород – нещо като пепел от изгорял хелий, от които в резултат на термоядрени реакции се синтезира въглерод и кислород. Но тази ситуация изглежда още по-загадъчна, тъй като температурите и радиусите на новите звезди показват, че те все още изгарят хелий в ядрата си.
Двете свръхгорещи звезди, обозначени като PG1654+322 и PG1528+025, били открити на разстояние над 10 000 светлинни години от Земята с помощта на данни от Големия бинокулярен телескоп (Large Binocular Telescope - LBT) в Аризона и обзор на китайския спектроскоп LAMOST. Повърхността на тези плътни звезди е на порядък по-гореща от тази на Слънцето.
Снимка: Caltech/IPAC/R. Hurt
Статия на група астрономи от Аржентинския национален университет в Ла Плата и Германския институт по астрофизика „Макс Планк“, публикувана заедно с работата на проф. Вернер и неговите колеги, предлага възможно обяснение за образуването на такива звезди.
„Смятаме, че звездите, открити от нашите германски колеги, биха могли да се образуват в резултат на много редки звездни сливания на двойки бели джуджета - казва д-р Милър Бертолами от Института по астрофизика Ла Плата, водещ автор на втората статия. - В нашата статия ние твърдим, че при определени условия въглеродно-кислородно бяло джудже може да бъде унищожено и акрецирано от компаньон, образувайки обекти, подобни на откритите от Вернер и екип.“
Белите джуджета са остатъци от по-големи звезди, които са изчерпали ядреното си гориво; като правило те са много компактни и плътни образувания, които светят само поради натрупаната по-рано енергия. След няколко милиарда години Слънцето също ще се превърне в бяло джудже.
Астрономи откриха гробище от "мъртви" галактики
За да стане бяло джудже в процеса на еволюция, а не да се превърне в неутронна звезда, масата на звездата не трябва да надвишава около десет слънчеви маси, а в Галактиката такива звезди са повече от 97%. Когато свърши водородът на такава малка звезда от главна последователност и престане синтезът на хелий, тя се разширява и се превръща в червен гигант. Светенето на червения гигант се осигурява от термоядрени реакции на превръщането на хелия във въглерод и кислород. След това звездата изхвърля външните обвивки, образува се така наречената планетарна мъглявина, а предишното ядро се превръща в бяло джудже, състоящо се главно от въглерод и кислород. Ако първоначалната маса на звездата не е достатъчна, термоядрените реакции могат да спрат на хелий, което води до образуването на хелиеви бели джуджета. Средната плътност на веществото в белите джуджета е почти милион пъти по-голяма от тази на звездите от главната последователност.
Подобно на други сливания на звезди и квазизвездни обекти, сливания на бели джуджета се случват в близки двоични системи поради постепенното приближаване на двата компонента, причинено от загубата на енергия поради излъчването на гравитационни вълни. „Обикновено сливането на бели джуджета не води до образуването на звезди, богати на въглерод и кислород - обяснява Милър Бертолами, - но ние смятаме, че за някои двоични системи с много специфично съчетание от маси, бялото джудже, богато на въглерод и кислород, може да се разруши и да покрие със себе си още не изгорялото докрай бяло джудже, богато на хелий, което е довело до образуването на толкова необичайни звезди.“
Снимка: Caltech/IPAC/R. Hurt
Трудната за обяснение характеристика тук е специален тип „акреция“: вместо двете звезди просто да смесят целия материал и да се превърнат в една единна звезда, в този случай взаимодействието трябва да се случва по различен сценарий – това е като да сложите ръкавица на ръката - едната звезда сякаш се „нахлузва“ върху друга.
„Смятаме, че в двойните системи с много специфични звездни маси бяло джудже с въглеродно-кислородно ядро може да бъде разкъсано по подобен начин от приливните сили. След това неговият материал се изхвърля върху повърхността на неговия спътник бяло джудже, което води до образуването на тези екзотични звезди“, отбелязва д-р Никол Райндъл, астроном от Института по астрономия и астрофизика към Университета в Потсдам, съавтор на първата хартия.
Астрономи откриха първия четворен астероид в Слънчевата система
И все пак никакви съвременни модели на звездната еволюция не могат напълно да обяснят скорошното откритие. Астрономите ще трябва да усъвършенстват своите звездни модели, за да преценят дали такива сливания наистина могат да се случат. Тези усъвършенствани модели трябва не само да помогнат за по-доброто разбиране на произхода на тези конкретни звезди, но и да дадат по-дълбока представа върху късната еволюция на двойните системи и за това, как техните звезди обменят маса, докато се развиват.
„Обикновено очакваме, че звезди с такъв състав на повърхността вече са приключили с изгарянето на хелий в ядрата си и са на път да се превърнат в бели джуджета. Тези нови звезди хвърлят сериозно предизвикателство за нашето разбиране за звездната еволюция“, казва професор Вернер.
Докато астрономите не получат тези по-точни модели на звездната еволюция, произходът на звездите, покрити с "хелиева пепел", ще остане въпрос на дискусии.
