Масивна зірка - білий карлик з химерною атмосферою, багатою вуглецем, може бути двома білими карликами, об'єднаними разом - такий висновок зроблено міжнародною командою вчених, очолюваною астрономами University of Warwick.
Вони виявили незвичайного надмасивного білого карлика в 150 світлових роках від нас з атмосферним складом, якого ніколи не бачили - вперше «злитий» білий карлик був ідентифікований з використанням його атмосферного складу в якості підказки.
Відкриття, опубліковане в журналі Nature Astronomy, може підняти нові питання про еволюцію масивних білих карликів і про кількість наднових у нашій галактиці.
Зірка, названа WDJ0551 + 4135, була ідентифікована в огляді даних з телескопа Gaia Європейського космічного агентства. Астрономи продовжили вивчати спектроскопію, зроблену за допомогою телескопа Вільяма Гершеля, зосередивши увагу на тих білих карликах, які були визначені як особливо масивні.
Вивчаючи детально світло, що випромінюється зіркою, астрономи змогли визначити хімічний склад її атмосфери і виявили, що в ній присутній незвично високий рівень вуглецю.
"Ця зірка виділялася як щось, чого ми ніколи не бачили раніше. Ви можете очікувати побачити зовнішній шар водню, іноді змішаний з гелієм, або просто суміш гелію та вуглецю. Ви не очікуєте побачити цю комбінацію водню і вуглецю в той же час, оскільки між ними повинен бути товстий шар гелію, який не дозволить їм існувати "- кажуть вчені.
Щоб вирішити загадку, астрономам необхідно було розкрити справжнє походження зірки.
Білі карлики - це залишки зірок, подібних до нашого Сонця, які спалили все своє паливо і скинули зовнішні шари. Більшість з них відносно легкі, з масою приблизно 0,6 маси нашого Сонця, але цей важить 1,14 сонячних мас, майже в два рази більше середньої маси. Незважаючи на те, що він важчий нашого Сонця, він стиснутий у дві третини діаметру Землі.
Вік білого карлика також є ключем до загадки. Старі зірки обертаються навколо Чумацького Шляху швидше, ніж молоді, і цей об'єкт рухається швидше, ніж 99% інших прилеглих білих карликів з таким же віком, що передбачає, що ця зірка старше, ніж виглядає.
"У нас є склад, який ми не можемо пояснити за допомогою нормальної зіркової еволюції, маса в два рази більше середньої для білого карлика, і кінематичний вік старше, ніж той, який був виведений з охолодження. Ми цілком впевнені в тому, як одна зірка утворює один білий карлик, а те, що ми бачимо, не повинно відбуватися. Ви можете пояснити це тільки в тому випадку, якщо він утворився в результаті злиття двох білих карликів ". - пояснюють вчені.
Теорія полягає в тому, що коли одна зірка в подвійній системі розширюється в кінці свого життя, вона огинає свого партнера, наближаючи свою орбіту в міру того, як перша зірка стискається. Те ж саме станеться, коли інша зірка розшириться. Протягом мільярдів років випромінювання гравітаційних хвиль буде стискати орбіту ще більше, до такої міри, що зірки зіллються разом.
Хоча було передречено, що злиття білих карликів можливо, воно було б особливо незвично. Більшість злиття в нашій галактиці має відбуватися між зірками з різними масами, в той час як це злиття, мабуть, відбувається між двома зірками однакового розміру.
Існує також межа того, наскільки великим може бути білий карлик, що вийшов: вважається, що при масі більше 1,4 маси Сонця він вибухне в надновій, хоча можливо, що ці вибухи можуть статися і при кілька менших масах, тому ця зірка корисна для демонстрації того, наскільки масивним може стати білий карлик і все ще існувати.
Оскільки процес злиття відновлює охолодження зірки, важко визначити, скільки їй років. Білий карлик, ймовірно, злився близько 1,3 мільярда років тому, але два початкових білих карлика, можливо, існували протягом багатьох мільярдів років до цього.
Це один з небагатьох білих карликів, які були ідентифіковані досі, і він унікальний за своїм складом.
"Таких масивних білих карликів не так вже й багато, хоча їх набагато більше, ніж ви очікуєте побачити, що передбачає, що деякі з них, ймовірно, утворилися в результаті злиття.
- У майбутньому ми зможемо використовувати метод, званий астеросейсмологією, щоб дізнатися про склад ядра білого карлика за його зоряними пульсаціями, що буде незалежним методом, що підтверджує, що ця зірка утворилася в результаті злиття. - кажуть астрономи.
"Можливо, найбільш хвилюючим аспектом цієї зірки є те, що вона, мабуть, ледь не вибухнула як наднова - ці гігантські вибухи дійсно важливі для картування структури Всесвіту, оскільки їх можна виявити на дуже великих відстанях. Однак залишається багато неясного щодо того, які зоряні системи досягають стадії наднової. Як би дивно це не звучало, вимірювання властивостей цієї "невдалої" наднової та її майбутніх двійників багато що може сказати нам про шляхи їх самознищення ".