Ученые обнаружили один из редчайших объектов во Вселенной

Когда астрономы смотрят на небеса, они не просто ищут объекты, о существовании которых мы уже знаем. Они также ищут доказательства физических явлений, которые, по нашему мнению, должны существовать, но еще не были найдены. Когда в это уравнение добавляются различные факторы — обширность космоса, длительность времени наших поисков и текущее качество наших инструментов — появляется масса всякой всячины, которую мы хотим увидеть, но пока не видели. Чем реже оно встречается во Вселенной, тем сложнее его увидеть, таков закон.

Возможно, недавно мы нашли один из самых трудных для обнаружения объектов — невероятно редкую нейтронную звезду, возникшую в результате столкновения двух белых карликов.

Что будет, если два белых карлика столкнутся?

Считается, что звезды, у которых недостаточно массы, чтобы стать нейтронными звездами (а это почти все), заканчивают свою жизнь белыми карликами. Белые карлики — это останки звезд, состоящие из чрезвычайно плотного вырожденного вещества. Их максимальная стабильная масса — около 1,4 солнечных масс. Это известно как предел Чандрасекара. Белый карлик, который приобретает достаточно массы, чтобы преодолеть этот предел, настолько массивен, что давления вырождения электронов в ядре звезды уже недостаточно, чтобы противостоять ее собственному гравитационному самопритяжению. В этот момент звезда взрывается и становится нейтронной звезды или черной дырой, в классической сверхновой типа 1a.

Или, по крайней мере, так должно быть. Но ученые обнаружили звездный объект J005311 с невероятно редкими свойствами. Это яркая инфракрасная звезда, расположенная внутри газового облака, не излучающая видимого света. Она в 40 000 раз ярче Солнца (в инфракрасном диапазоне) и производит мощный звездный ветер, который движется на скорости 16 000 км/с. Типичная скорость солнечного ветра у самых больших звезд составляет ~2000 км/с — это чтобы вы понимали, насколько быстро вращается эта звезда.

«Прежде всего, эти результаты показывают, что слияния белых карликов случаются», говорит соавтор исследования Гётц Графенер, астроном Боннского университета. «Во-вторых, это показывает, что некоторые из этих слияний не заканчиваются взрывом».

Когда звезда находится на завершающей стадии своей жизни, она начинает использовать для синтеза другие материалы помимо водорода. Какие материалы она способна брать для синтеза — определяется ее плотностью. Столкновение двух белых карликов резко повышает плотность конечного объекта, допуская синтез более тяжелых элементов. Предполагается, что это вызовет нарастающую реакцию синтеза, которая разнесет звезду на части, но этого не произошло в случае J005311. Вместо этого, столкновение двух белых карликов дало достаточно тепла, чтобы обеспечить воспламенение углерода без взрыва. Поскольку звезда горит, она генерирует достаточно теплового давления, чтобы предотвратить коллапс и сверхновую, которая могла бы возникнуть в противном случае. Это невероятно редкое явление относительно ожидаемого поведения пары сталкивающихся белых карликов.

А температура и скорость ветра, кружащего в настоящее время вокруг J005311, позволяют предположить, что этот объект на самом деле подошел к концу своей жизни. Учитывая, что текущая масса, как ожидается, должна быть выше предела Чандрасекара, а ожидаемая продолжительность жизни составляет всего тысячи лет, есть очень хороший шанс, что мы поймали J005311 в течение крошечного промежутка времени, когда действительно есть возможность наблюдать ее. Когда звезда взорвется, она, вероятно, создаст сверхновую типа 1с максимальной светимости.