Двойная система, состоящая из чрезвычайно маломассивного (ELM) белого карлика-прародителя и компактного невидимого компаньона, была обнаружена китайскими астрономами из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук (NAOC) с использованием спектроскопических данных LAMOST и P200/DBSP.
Проблема в том, что масса видимой маломассивного белого карлика (ELM) составляет около 0,09 массы Солнца, а это ниже теоретического порога для данного типа звезд. Таким образом, открытие может поставить под сомнение текущую теорию формирования ELM. Исследование опубликовано в The Astronomical Journal.
Большинство звезд во Вселенной закончат свою жизнь как белые карлики после того, как их ядерное топливо сгорит. Большинство белых карликов являются углеродно-кислородными белыми карликами – это означает, что они в основном состоят из углерода и кислорода. Они имеют массу 0,5-1,4 от массы нашего Солнца.
Когда масса превышает 1,4 массы Солнца, давление в ядре не может сопротивляться гравитации, и белый карлик будет продолжать коллапсировать в нейтронную звезду. Белые карлики с массой от 0,33 до 0,5 массы Солнца могут иметь ядра, в которых преобладает либо углерод (CO), либо гелий (He). Белые карлики с еще меньшими массами, известные как белые карлики ELM, состоят из вырожденного гелия.
Считается, что эти ELM не могут формироваться по пути эволюции одиночной звезды, поскольку для образования таких одиночных карликов требуется звезда-прародитель с соответственно очень малой начальной массой и чрезвычайно долгим временем эволюции, даже более длительным, чем текущий возраст нашей Вселенной. Поэтому принято считать, что ELM образуются внутри взаимодействующих бинарных систем.
В частности, предполагается, что ELM с более низкой массой (ниже 0,18 массы Солнца) теряет большую часть своей исходной массы через стабильный переливной канал полости Роша.
Чтобы успешно сформировать ELM, начало массопереноса должно быть в нужное время. Если перенос массы начнется слишком рано, донор превратится в маломассивную звезду, похожую на вторичную звезду в Катаклизмической переменной.
С другой стороны, если процесс начнется слишком поздно, ядро донора будет слишком массивным, чтобы перейти к следующему этапу путем гелиевой вспышки. Таким образом, существует теоретический нижний предел массы белых карликов ELM в таком ограниченном процессе переноса массы, и он должен составлять около 0,14-0,16 массы Солнца.
Китайские ученые провели несколько проверок, но после учета всех возможных ошибок расчетная масса ELM все еще остается значительно низкой. Команда протестировала несколько теоретических моделей, ни одна из которых не смогла должным образом соответствовать результатам. Это открытие поднимает вопрос о текущем механизме формирования ELM, который все еще ждет ответа.
Источник: Hailong Yuan et al, ELM of ELM-WD: An Extremely-low-mass Hot Star Discovered in LAMOST Survey, The Astronomical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-3881/acaf07