Раскрыта тайна образования Вифлеемской звезды

Поцелуй белых карликов рождает звезду

Американские астрофизики раскрыли тайну механизма образования так называемых "новых приливных звезд", к которым предположительно относятся многие яркие вспышки на небосводе, наблюдаемые еще с древности — например, известная Вифлеемская звезда. Эти "светила" рождаются при очень сильном сближении двух белых карликов, составляющих одну систему.

Фото:

Считается, что так называемые "новые приливные звезды" есть не что иное, как конечный продукт взаимодействия системы из двух звезд, где одна — белый карлик, а если точнее, "термоядерно выгоревшие останки" нормальной звезды (вроде нашего Солнца), а другая все еще остается "традиционной" звездой главной последовательности (либо красным гигантом). Ученые предполагают, что если компоненты такой звездной пары становятся ну очень "близки" друг к другу, то водород от обычной звезды начинает перетекать на поверхность более плотного белого карлика. И когда его концентрация достигает определенной величины, то происходит термоядерная реакция, сопровождающаяся повышением светимости в несколько тысяч (а иногда даже и в миллион) раз.

Такие звезды, собственно говоря, и называемые "новыми приливными", легко заметить с Земли. Астрономы наблюдали эти явления еще с античных времен (с 532 года до нашей эры в Китае) и в Средневековье (1609-го — в западном мире). Однако далеко не всегда и не все в этих вспышках развивается по вышеупомянутому сценарию. Например, в 2010 году американские астрономы заметили, что одна из таких пар почему-то интенсивно излучает в гамма-диапазоне, чего, согласно современным теоретическим моделям, совсем не должно быть.

И вот недавно группа исследователей из Корнеллского университета (США) под руководством профессора Джима Фуллера решила разобраться в этом вопросе. Исследователи провели моделирование ситуации, когда двойную систему составляют всего лишь два белых карлика, а обычных звезд поблизости нет вовсе. В результате выяснились интересные вещи: из-за высокого гравитационного взаимодействия в тесных системах внешний слой белых карликов разогревается приливным взаимодействием куда сильнее, чем внутренние слои. А так как эти приливные силы очень велики, поскольку карлик является звездой с очень высокой плотностью, то они оказываются в 10 тысяч — 100 миллионов раз выше плотности самых тяжелых металлов.

Совершенно очевидно, что подобные приливные волны переносят огромное количество энергии, что приводит к колоссальному росту температур в пограничном слое звезды. А в нем содержится весьма небольшое количество звездного водорода (где-то примерно 0,01 процента от общей массы "выгоревшего" светила). Тем не менее, под действием приливных волн и этого ничтожного количества хватает для спонтанного возникновения термоядерной реакции в отдельных точках.

После того же, как эти взрывы, чья деятельность аналогична работе детонаторов во взрывном устройстве, разогревают и уплотняют водород рядом с собой, последний тоже взрывается, запуская новые термоядерные реакции. Именно поэтому-то мы на Земле и видим увеличение светимости не таких ярких прежде объектов. И именно из-за этого может возникать и загадочное гамма-излучение, которое, как мы помним, состоит из высокоэнергетических фотонов, ведь оно является обычном спутником мощных термоядерных взрывов.

По мнению астрофизиков, конечная стадия эволюции любой пары белых карликов с периодом взаимного обращения от 5 до 20 минут такова: сначала они будут порождать "новую приливную звезду", а после, где-то через сто тысяч — один миллион лет и вовсе сольются в единое небесное тело. То есть данная модель говорит о том, что открыт новый путь звездообразования и, следовательно, новый тип звезд. Это, конечно, сенсационное заявление со стороны астрофизиков, однако проверить его справедливость будет очень непросто.

Дело в том, что согласно расчетам группы Джима Фуллера, такое событие происходит в нашей Галактике лишь раз в несколько десятилетий, то есть оно является достаточно редким. В то же время ученые считают, что, возможно, образование "новых приливных" случается и чаще, просто астрономы пока не могут точно идентифицировать некоторые похожие события именно как этот процесс. Поэтому они предложили оригинальную методику обнаружения данного явления на самых ранних стадиях.

По мнению астрофизиков, перед началом термоядерных взрывов (и, соответственно, резкого повышения светимости) из того места, где предполагается появление "приливной новой", не должно исходить рентгеновского излучения. Напомню, это обычно вызывается аккрецией (процессом падения вещества на космическое тело из окружающего пространства) вещества менее плотной звезды на поверхность белого карлика. Ну, а поскольку в парах без обычной звезды аккреции не бывает (там просто неоткуда взяться веществу, которое будет падать на звезду, ибо они обе имеют одинаковую плотность и ни одна из них не сможет "своровать" материю у другой), не будет и рентгеновского излучения.

Читайте также: Коричневые карлики танцуют вальс

Таким образом можно будет достаточно четко отделить процессы, происходящие в парах из белых карликов, от похожих, имеющих место быть в других звездных системах. В то же время авторы работы обращают внимание на то, что, согласно их модели, в последующий период кратковременного роста светимости "новой приливной звезды" ее излучение может быть непохожим на стандартную картину. То есть велика вероятность появления как гамма-всплесков, так и других потоков электромагнитных волн. Однако бояться этого не стоит — через несколько дней картинка "выровняется" и новое светило уже не будет озадачивать астрономов своими сюрпризами…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"