Найдено «недостающее звено» эволюции звёзд: Им оказался белый карлик — «подросток-вампир»

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Во Вселенной, где временные масштабы измеряются миллиардами лет, найти что-то мимолётное — настоящая удача. Астрономы из Калифорнийского технологического института поймали именно такой момент: они застали звезду в самый разгар её бурной и невероятно короткой «юности». Этот объект, получивший имя Gaia22ayj, не просто очередная точка на звёздной карте. Это «подросток-вампир», чьё странное поведение заполнило досадный пробел в нашем понимании жизни и смерти звёзд.

Загадка мерцающего света

Всё началось с рутинного наблюдения. Установка Zwicky Transient Facility в Калифорнии денно и нощно сканирует небо в поисках «транзиентов» — объектов, чья яркость резко меняется. И вот один из них, Gaia22ayj, расположенный в 8150 световых годах от нас, привлёк к себе особое внимание. Он пульсировал с невероятной интенсивностью: его яркость взлетала на 700% всего за две минуты. Представьте себе лампочку, которая становится в семь раз ярче и снова тускнеет за то время, пока вы завариваете чай.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Первоначальная гипотеза была вполне логичной: скорее всего, это двойная система из двух белых карликов, вращающихся друг вокруг друга. Белые карлики — это остывающие «трупы» звёзд вроде нашего Солнца, плотные и компактные остатки былого величия. Взаимодействие двух таких объектов могло бы объяснить некоторые странности.

Однако что-то не сходилось. Кривая блеска — график, показывающий, как меняется яркость звезды со временем, — была слишком уж экстремальной. Она не укладывалась в модели поведения двух отдельных, пусть и близких, белых карликов. Научный процесс похож на работу детектива: если улика не вписывается в версию, значит, версия неверна. Пришлось копать глубже.

Вверху: Необнаружение Gaia22ayj на VLA (верхний предел 3σ составляет 15 μJy). Белый круг радиусом 15″ показан вокруг оптического положения объекта. Яркий, не связанный с объектом радиоисточник расположен примерно в 1′.45 к юго-западу от центра поля; синтезированный луч показан в левом нижнем углу. Внизу: Если бы у Gaia22ayj присутствовал тот же механизм радиоизлучения, что и у известных пульсаров — белых карликов (AR Sco и J1912), мы должны были бы зафиксировать радиопоток Fᵥ = 30⁺⁵⁰₋₂₀ μJy. Наблюдения на VLA исключают такую возможность.
Вверху: Необнаружение Gaia22ayj на VLA (верхний предел 3σ составляет 15 μJy). Белый круг радиусом 15″ показан вокруг оптического положения объекта. Яркий, не связанный с объектом радиоисточник расположен примерно в 1′.45 к юго-западу от центра поля; синтезированный луч показан в левом нижнем углу. Внизу: Если бы у Gaia22ayj присутствовал тот же механизм радиоизлучения, что и у известных пульсаров — белых карликов (AR Sco и J1912), мы должны были бы зафиксировать радиопоток Fᵥ = 30⁺⁵⁰₋₂₀ μJy. Наблюдения на VLA исключают такую возможность.
Автор: Antonio C. Rodriguez et al 2025 PASP 137 024202 Источник: iopscience.iop.org
Не вампир, а… стоп, всё-таки вампир!

Разгадка оказалась одновременно и проще, и сложнее. Аспирант Тони Родригес и его команда, собрав дополнительные данные с мощных телескопов обсерватории Кека, поняли, что партнёром белого карлика в системе Gaia22ayj является не другой карлик, а «нормальная» звезда малой массы. И этот белый карлик не просто соседствует с ней — он её пожирает.

Подобно вампиру, он гравитационно перетягивает на себя звёздное вещество — раскалённую плазму — со своего компаньона. Этот процесс, называемый аккрецией, и вызывает чудовищные вспышки яркости. Материя, падая на поверхность белого карлика, высвобождает огромное количество энергии.

Но и это было не всё. Наблюдения показали, что белый карлик обладает чрезвычайно сильным магнитным полем и при этом бешено вращается. Эта комбинация — магнитное поле и быстрое вращение — напомнила учёным о другом экзотическом классе объектов: пульсарах белых карликов. Это космические маяки, которые при вращении испускают мощные пучки излучения. Вот только классические пульсары — это «взрослые», устоявшиеся системы, а процесс активного «вампиризма» для них не характерен.

Не ребёнок, но ещё не взрослый: звёздный подросток

И вот здесь начинается самое интересное. Учёные поняли, что застали систему в уникальной, переходной фазе.

До этого открытия астрономам были известны две стадии эволюции подобных систем:

  1. «Младенчество»: Две звезды в системе, где быстрое вращение будущего белого карлика только начинает генерировать сильное магнитное поле.
  2. «Зрелость»: Стабильный белый карлик-пульсар, который уже давно замедлил своё вращение.

Между этими двумя состояниями была пропасть. Как именно «младенец» превращается во «взрослого»? Gaia22ayj дал ответ. Это и есть тот самый «подросток».

Он уже обзавёлся мощным магнитным полем, как взрослый, но при этом только-только начал активно перетягивать на себя материю со звезды-компаньона. И самое парадоксальное: набирая массу, он одновременно… замедляется! Этот процесс торможения, вызванный сложным взаимодействием с падающим веществом, и есть тот самый переходный этап, который до сих пор существовал лишь в теории. Система Gaia22ayj — это недостающее звено, пойманное с поличным.

Схематическое изображение возможной эволюции пульсаров — белых карликов (WD) в систему типа Gaia22ayj и затем в поляры. Пульсары — белые карлики должны быть продуктами эволюции с общей оболочкой, и их вращение, вероятно, ускоряется на ранней стадии аккреции. Пульсары — белые карлики являются разделёнными (неаккрецирующими) системами, вращение которых замедляется. В ходе фазы замедления звезда-донор заполняет свою полость Роша и начинается аккреция, что напоминает систему Gaia22ayj. Примерно через ≈40 млн лет Gaia22ayj замедлит своё вращение до точки, когда вращение белого карлика (WD) синхронизируется с орбитой, что приведёт к образованию поляра (CV).
Схематическое изображение возможной эволюции пульсаров — белых карликов (WD) в систему типа Gaia22ayj и затем в поляры. Пульсары — белые карлики должны быть продуктами эволюции с общей оболочкой, и их вращение, вероятно, ускоряется на ранней стадии аккреции. Пульсары — белые карлики являются разделёнными (неаккрецирующими) системами, вращение которых замедляется. В ходе фазы замедления звезда-донор заполняет свою полость Роша и начинается аккреция, что напоминает систему Gaia22ayj. Примерно через ≈40 млн лет Gaia22ayj замедлит своё вращение до точки, когда вращение белого карлика (WD) синхронизируется с орбитой, что приведёт к образованию поляра (CV).
Автор: Antonio C. Rodriguez et al 2025 PASP 137 024202 Источник: iopscience.iop.org
Мимолётный миг вечности

Почему это открытие так взволновало учёных? Потому что «подростковый возраст» для звезды — явление невероятно короткое. По оценкам, эта фаза длится всего около 40 миллионов лет.

Звучит как вечность, не так ли? Но давайте посмотрим в масштабе. Звезда вроде нашего Солнца живёт около 10 миллиардов лет, прежде чем даже начать превращаться в белого карлика. На этом фоне 40 миллионов лет — это всего лишь 0,4% от её общей жизни.

Если перевести это на человеческий век, то «подростковый период» такой звезды продлился бы всего 107 дней. Шанс застать её именно в этот момент сравним с попыткой сфотографировать конкретную вспышку молнии во время грозы, которая длится уже несколько часов.

Эта находка — не просто удача. Это подтверждение того, что наши модели эволюции звёзд верны. Gaia22ayj показал нам вживую, как звёздные остатки проходят через бурный переходный возраст, прежде чем успокоиться и превратиться в стабильные космические маяки. Каждая такая находка — не просто точка на карте, а целая глава в книге о жизни Вселенной, которую мы только начинаем читать.

1 комментарий

112657446964720493423@google
«Подросток-вампир»… На самом деле, такие антропоцентринфантильные эпитеты ставят крест на восприятии науки, как чего-то серьёзного, ценного и необходимого даже самими к ней причастными. Но в то же время, зато, наглядно демонстрируют, как недалеки мы от места рождения ) Пуповина ещё держит, на руки не взяли ещё, по опе не шлёпнули, а мы уже планируем захватить мир… Единственно, чего у нашего вида не отнять, так это чсв ))

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Рачок на роговице полярной акулы: почему миф о светящейся приманке не выдержал проверки

При осмотре половозрелых особей гренландской полярной акулы в арктических водах биологи фиксируют присутствие веслоногого рачка Ommatokoita elongata на роговице у 84,4% особей, а в выборках у...

Почему проект белорусского электрокара тихо закрыли (и при чём тут Китай)

Несколько лет нам обещали доступный белорусский электромобиль: по выставкам возили концепты Академии наук, а в финале показали электрический кроссовер Belgee EX50. Но громкая история закончилась...

Правда ли, что акулы старше деревьев? Почему в этом известном факте есть подвох на 200 миллионов лет

Утверждение о том, что акулы живут на Земле дольше деревьев, часто встречается в научно-популярных статьях и передачах о природе. История акул действительно насчитывает сотни миллионов лет, и они...

Ровесник Большого взрыва: в центре Млечного Пути нашли звездное скопление возрастом 13,4 миллиарда лет

Один из главных вопросов современной астрофизики — как именно и когда сформировалась наша Галактика, Млечный Путь. Согласно физическим моделям, сборка любой крупной галактики начинается...

Почему водители останавливаются после поворота, хотя основной светофор разрешал проезд, и правильно ли они поступают

На регулируемых перекрёстках нередко складывается ситуация, когда разрешающий сигнал основного светофора позволяет выполнить поворот направо, а сразу после поворота располагается пешеходный...

Почему на советском ЗИЛ-157 водитель специально спускал колёса прямо во время движения

Представьте, что тяжёлый грузовик едет по грунтовой дороге, впереди глубокая грязь или рыхлый снег. Казалось бы, перед таким участком нужно проверить, хорошо ли накачаны колёса. Но...