Ученые ищут гравитационные волны у белых карликов

В середине двадцатого века необычная звезда была замечена в созвездии Гончих Псов. Годы спустя астрономы определили, что этот объект, получивший название AM Canum Venaticorum (сокращенно А.М. CVn), является, по сути, двумя звездами. Эти звезды обращаются вокруг друг друга каждые 18 минут и генерируют, как предполагается, гравитационные волны — рябь в пространстве-времени, предсказанном Эйнштейном.

Название AM CVn обозначает собой новый класс объектов, где белый карлик вытягивает материю из другой очень плотной звезды-компаньона, такого как второй белый карлик. Белые карлики представляют собой плотные остатки подобных Солнцу звезд, которые исчерпали свое топливо и коллапсировали до размера Земли. При этом пара звезд в системах AM CVn вращается вокруг друг друга чрезвычайно быстро.

Для ученых, тем не менее, все это время было непонятно: откуда же появляются системы AM CVN? Современные рентгеновские и оптические наблюдения навели астрономов на мысль, что открытые известные системы двойных звезд будут эволюционировать в системы AM CVn.

Две двойные системы, под названием J0751 и J1741, наблюдались рентгеновской обсерваторией Чандра и телескопом XMM-Newton. Наблюдения в оптическом диапазоне были сделаны с помощью 2,1-метрового телескопа обсерватории Мак-Дональд в Техасе и 1,0-метрового телескопа обсерватории Mt. John в Новой Зеландии.

Иллюстрации художника изображают то, как эти системы выглядят сейчас, и что может случиться с ними в будущем. На самом верхнем рисунке изображено текущее состояние, где присутствует один белый карлик (справа) с массой 1/5 Солнца и более тяжелый, более плотный белый карлик в 5 или более раз массивнее.

В конце концов, более массивный белый карлик начнет извлекать вещество из большего, как показано на среднем рисунке, формируя при этом систему AM CVN. Этот процесс продолжается до тех пор, пока более массивный белый карлик не накопит материи, достаточной для возникновения термоядерного взрыва.

Термоядерный взрыв вполне может полностью уничтожить белого карлика, превратив его в то, что астрономы называют сверхновой типа Ia (подкатегория сверхновых звезд, которые, в свою очередь, являются подкатегорией катаклизмических переменных звезд, являющаяся результатом взрыва белого карлика). Тем не менее, более вероятно, что термоядерный взрыв произойдет только на поверхности звезды. В результате вспышка, вероятно, будет около 1/10 яркости сверхновой типа Ia.

Системы AM CVN представляют интерес для ученых, потому что они, по прогнозам, могут быть источниками гравитационных волн, как отмечалось выше. Это важно, потому что даже при том, что такие волны до сих пор не обнаружены, многие ученые и инженеры работают над инструментами, которые должны в состоянии обнаружить их в ближайшем будущем. Это откроет новое важное окно наблюдений во Вселенную.

Источник: arXiv