Система двух белых карликов, слияние которых должно вызвать вспышку сверхновой типа Ia: глазами художника
Используя телескопы ESO и обсерватории на Канарских островах, астрономы зарегистрировали две необычно массивных звезды в центре планетарной туманности Henize 2-428. Эти звезды, составляющие тесную двойную систему, постепенно сближаются друг с другом и в конце концов примерно через 700 миллионов лет сольются. Масса нового объекта будет так велика, что он неизбежно взорвется в виде сверхновой. Это открытие обнародовано в онлайн-выпуске журнала Nature 9 февраля 2015 г.

Группа астрономов под руководством М.Сантадер-Гарсия из Национальной астрономической обсерватории Испании (M. Santander-García, Observatorio Astronómico Nacional, Alcalá de Henares, Spain; Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), Madrid, Spain) обнаружила тесную пару белых карликов — маленьких звезд с огромной плотностью вещества, находящихся на последней стадии своей эволюции — общая масса которых составляет примерно 1.8 масс Солнца. Это самая массивная из всех известных пар такого вида [1]. При такой массе после того, как эти звезды в будущем сольются в одну, в ее недрах неизбежно развитие термоядерного взрыва и произойдет вспышка сверхновой типа Ia [2].

Группа сделала это открытие в процессе решения совсем другой задачи. Астрономы хотели выяснить, почему некоторые звезды в конце своей жизни образуют асимметричные планетарные туманности весьма странной формы. Одним из объектов, выбранных для исследования, и стала необычная планетарная туманность [3] Henize 2-428.

Снимок планетарной туманности Henize 2-428, полученный на Очень Большом Телескопе

“Когда мы стали наблюдать на Очень Большом Телескопе ESO центральную область этой странно перекошенной туманности, мы обнаружили, что там не одиночная, а двойная звезда”, -- говорит соавтор работы Генри Боффин (Henri Boffin) из ESO. Так подтвердилось предположение, что именно двойственность центральной звезды может обусловливать причудливую форму некоторых туманностей.

Но впереди исследователей ждал еще более интересный результат.

"Дальнейшие наблюдения, которые мы выполнили на Канарских островах, позволили нам определить орбиты компонент обнаруженной двойной системы, вычислить массы обеих звезд и расстояние между ними. Тут-то нас и поджидал настоящий сюрприз",-- говорит Романо Корради (Romano Corradi), еще один автор работы, сотрудник IAC, Института астрофизики на Канарах, Тенерифе (Instituto de Astrofísica de Canarias).

Оказалось, что масса каждой из звезд системы немного меньше массы Солнца и что эти звезды совершают полный оборот вокруг общего центра тяжести за четыре часа. Из общей теории относительности Эйнштейна следует, что при таком небольшом расстоянии между ними звезды будут неуклонно сближаться, излучая при этом гравитационные волны, и в конце концов примерно через 700 миллионов лет сольются в одну.

Образовавшаяся звезда будет столь массивной, что неизбежно коллапсирует, то есть, катастрофически сожмется, результатом чего будет взрыв сверхновой. "До сих пор образование сверхновой звезды типа Ia путем слияния двух белых карликов было чисто теоретическим сценарием", -- объясняет Дэвид Джонс (David Jones), соавтор работы, бывший во время этих наблюдений сотрудником ESO. “И вот мы обнаружили реальную пару таких звезд - Henize 2-428!”

"Открытая нами звездная система -- в высшей степени загадочный объект", -- заключает Сантадер. "Ее обнаружение будет иметь значительные последствия для изучения сверхновых типа Ia, которые играют ключевую роль в определении расстояний в межгалактическом масштабе. Ведь именно благодаря сверхновым удалось установить, что благодаря темной энергии Вселенная расширяется с ускорением".

Примечания

[1] Максимальная теоретическая масса, которую может иметь белый карлик, называется пределом Чандрасекара и составляет примерно 1.4 массы Солнца. При массе, превышающей это значение, наступает гравитационный коллапс.

[2] Вспышка сверхновой типа Ia происходит, когда масса белого карлика становится слишком большой — благодаря аккреции вещества, поступающего от второй звезды в двойной системе, или слиянию с другим белым карликом. Как только масса превышает предел Чандрасекара, равновесие между силой тяготения и лучевым давлением не может больше поддерживаться и вещество звезды обрушивается к ее центру. Это и есть гравитационный коллапс. При этом в центре звезды резко растет температура, начинается термоядерная реакция и звезда взрывается, выделяя огромную энергию.

[3] Планетарные туманности не имеют никакого отношения к планетам. Это название появилось еще в XVIII веке благодаря тому, что в существовавшие тогда небольшие телескопы эти туманности были похожи на диски далеких планет.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “The double-degenerate, super-Chandrasekhar nucleus of the planetary nebula Henize 2-428”, M. Santander-García и др., которая появится в онлайн-выпуске журнала Nature от 9 февраля 2015 г.

Состав исследовательской группы: M. Santander-García (Observatorio Astronómico Nacional, Alcalá de Henares, Spain; Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), Madrid, Spain), P. Rodríguez-Gil (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spain [IAC]; Universidad de La Laguna, Tenerife, Spain), R. L. M. Corradi (IAC; Universidad de La Laguna), D. Jones (IAC; Universidad de La Laguna), B. Miszalski (South African Astronomical Observatory, Observatory, South Africa [SAAO]), H. M. J. Boffin (ESO, Santiago, Chile), M. M. Rubio-Díez (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Torrejón de Ardoz, Spain) и M. M. Kotze (SAAO).

Ссылки

• Текст научной статьи в Nature
• Фото VLT

Перевод пресс-релиза ESO eso1505 http://www.eso.org/public/russia/news/eso1505/