​Российские ученые из Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова нашли подтверждение тому, что слияние массивных белых карликов не всегда сопровождается термоядерным взрывом, а может привести к образованию нейтронной звезды. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.

Слияние двух звезд возможно благодаря их гравитационному взаимодействию: объекты вращаются друг вокруг друга и постепенно сближаются из-за излучения гравитационных волн. Когда они оказываются достаточно близко, то могут слиться в одно целое. В процессе слияния могут участвовать белые карлики – компактные звезды, которые истощили запасы «топлива» (гелия и водорода). При этом суммарная масса слившихся белых карликов может превысить предел Чандрасекара. Так называется максимально возможная масса белого карлика (равная примерно полутора солнечным массам), при которой он остается самим собой, а не превращается в объект другого рода. Считается, что в таком случае может произойти термоядерный взрыв, а звезда полностью разрушится.

Однако существует ряд моделей, согласно которым слияние массивных белых карликов может не приводить к термоядерному взрыву. Слившись, они превращаются на несколько тысяч лет в «холодную» звезду, чья температура равна нескольким тысячам градусов. Вещество, которое она потеряет за это время, образует вокруг звезды туманность. Затем в течение примерно 10 000 лет звезда сжимается, при этом ее температура возрастает до сотен тысяч градусов. Также увеличиваются скорость ее вращения и величина магнитного поля. Сжатие завершается взрывом, после чего остается нейтронная звезда. Этот процесс происходит за очень короткое по космическим меркам время, поэтому раньше никому не удавалось обнаружить образовавшийся таким образом объект. Российские ученые нашли его и назвали J005311.

 

Картинка: новая средне-инфракрасная туманность в Кассиопее, положение звезды J005311 показано белым кругом. Источник: Vasilii V. Gvaramadze et al. / Nature, 2019

Исследование звезды показало, что ее свойства хорошо согласуются с моделью, которая описывает эволюцию продукта слияния двух белых карликов, чья общая масса превышает предел Чандрасекара. Эта модель также позволяет объяснить рекордную скорость ветра звезды – 16 000 км/с, что в несколько раз больше, чем у любой другой известной звезды.

«Объяснить такую скорость ветра можно лишь в том случае, если звезда очень быстро вращается и у нее есть очень сильное магнитное поле. Именно этими свойствами и обладают продукты слияния двух белых карликов. Сильное магнитное поле увлекает за собой вещество звезды и разгоняет его до огромных скоростей», – пояснил старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга, кандидат физико-математических наук Василий Гварамадзе. В дальнейшем ученые собираются подтвердить этот вывод при помощи данных с телескопа «Хаббл».

«Поверхность звезды нагрета до 200 000 градусов, что примерно в 35 раз больше температуры Солнца. При этом звезда состоит на 80% из кислорода и на 20% из углерода. Это означает, что ей осталось жить всего лишь несколько тысяч лет. Но поскольку расстояние до звезды равно примерно 10 000 световых лет, и, соответственно, именно за такое время ее свет долетит до Земли, можно утверждать, что J005311 уже взорвалась, но информация об этом еще не дошла до нас», – отметил Гварамадзе.

Полученные результаты хорошо согласуются с моделями, описывающими процесс слияния двух белых карликов без моментального термоядерного взрыва, что позволит ученым разрешить дискуссию по этой теме. Также исследователи получили свидетельства того, что слияние звезд приводит к появлению сильного магнитного поля.

Работа выполнена совместно с коллегами из Боннского университета (Германия) и Специальной астрофизической обсерватории РАН.

Похожие новости

  • 15/12/2017

    Российские ученые исследовали взаимодействия одиночных импульсов

    ​Российские ученые изучили поведение одиночных импульсов волн - однократных возмущений, распространяющихся в пространстве или в среде, - при их столкновении в нелинейных средах. Результаты работы ученых из России и Швеции опубликованы в журнале Nonlinear Dynamics.
    1081
  • 12/03/2019

    Нейросеть научили предсказывать сигналы детекторов частиц

    Сотрудники ВШЭ и Яндекса разработали метод, который позволяет значительно ускорить моделирование процессов на Большом адронном коллайдере (БАК). Новый подход заключается в обучении нейросети генерации результатов попадания реальных частиц в детекторы.
    243
  • 17/05/2019

    Ученые РФ и США научились менять 3D-геном для подавления генов, вызывающих опухоли

    ​Международная группа ученых нашла способ изменить пространственную организацию генома (3D-геном) для подавления образующих рак генов. Научная работа открывает новые возможности в создании лекарств для лечения онкологических заболеваний посредством изменения работы генов, пресс-служба Российского научного фонда, грантами которого на разных этапах было поддержано исследование.
    412
  • 15/09/2018

    Известные исследователи Арктики обсуждают в Москве совместную экспедицию

    ​В эти дни в Москве проходит встреча ведущих ученых в области исследования Арктики. Для обсуждения основных результатов деятельности и перспектив сотрудничества в Россию с деловым визитом прибыл стратегический партнер Томского политехнического университета Орьян Густафссон, профессор Стокгольмского университета.
    459
  • 15/01/2018

    Российские ученые выяснили, как способ обработки полипропилена влияет на механические свойства конечного изделия

    ​Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия.
    802
  • 16/01/2018

    Российские физики обнаружили у жидких кристаллов эффект памяти

    ​Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с российскими и зарубежными коллегами обнаружили эффект памяти в жидких кристаллах под действием сильных электрических полей. Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.
    1270
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    695
  • 28/09/2018

    Физики обнаружили новый механизм генерации звука в жидкой комплексной плазме

    ​Физики из МГТУ имени Н.Э. Баумана совместно с российскими и зарубежными коллегами впервые исследовали термоакустическую неустойчивость, приводящую к генерации звука в жидкой комплексной плазме. Результаты показывают, что это новая неустойчивость в комплексной плазме, и аналогичные неустойчивости могут существовать во многих открытых и химически реактивных системах.
    365
  • 13/12/2017

    Российский физик нашел новый способ запустить термоядерную реакцию

    Физик из МГУ и Института прикладной математики РАН доказал, что термоядерную реакцию можно запустить, используя уже существующие ускорители плазмы и магнитные ловушки, что может ускорить создание чистых источников энергии, говорится в статье, опубликованной в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.
    1045
  • 29/12/2018

    Российские ученые рассмотрели новый сценарий эволюции барионной асимметрии Вселенной

    ​Ученые из Новосибирского государственного университета и Института теоретической и экспериментальной физики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» рассмотрели новый сценарий эволюции барионной асимметрии Вселенной — ситуации, при которой в ней много больше вещества, чем антивещества.
    744