|
Пара белых карликов проливают новый свет на эволюцию звезд
|
|
|
|
Астрономы из Университета Торонто (U of T) обнаружили первые пары белых карликов и звезд главной последовательности — "мертвые" остатки и "живые" звезды — в молодых звездных скоплениях. Описанный в новом исследовании, опубликованном в журнале Astrophysical Journal, этот прорыв позволяет по-новому взглянуть на экстремальную фазу звездной эволюции и является одной из самых больших загадок астрофизики.
|
|
|
|
Теперь ученые могут начать устранять разрыв между самыми ранними и заключительными стадиями развития двойных звездных систем — двух звезд, вращающихся вокруг общего центра тяжести, — чтобы углубить наше понимание того, как формируются звезды, как развиваются галактики и как было создано большинство элементов периодической таблицы Менделеева. Это открытие также может помочь объяснить космические события, такие как взрывы сверхновых и гравитационные волны, поскольку считается, что источником таких явлений являются двойные системы, содержащие одну или несколько таких компактных мертвых звезд.
|
|
|
|
Большинство звезд существуют в двойных системах. На самом деле, почти половина всех звезд, подобных нашему Солнцу, имеют по крайней мере одну звезду-компаньона. Эти пары звезд обычно различаются по размеру, причем одна звезда часто массивнее другой. Хотя может возникнуть соблазн предположить, что эти звезды эволюционируют с одинаковой скоростью, более массивные звезды, как правило, живут меньше и проходят стадии звездной эволюции гораздо быстрее, чем их спутники с меньшей массой.
|
|
|
|
|
|
|
На стадии, когда звезда приближается к концу своей жизни, она расширяется в сотни или тысячи раз по сравнению со своим первоначальным размером во время того, что мы называем фазами красного гиганта или асимптотической ветви гиганта. В тесных двойных системах это расширение настолько сильно, что внешние слои умирающей звезды иногда могут полностью поглотить ее компаньона. Астрономы называют это фазой общей оболочки, поскольку обе звезды оказываются окутанными одним и тем же веществом.
|
|
|
|
Фаза общей оболочки остается одной из самых больших загадок в астрофизике. Ученые пытались понять, как сближение звезд в течение этого критического периода влияет на последующую эволюцию звезд. Это новое исследование может разрешить эту загадку.
|
|
|
|
Остатки, остающиеся после гибели звезд, представляют собой компактные объекты, называемые белыми карликами. Обнаружение этих систем с общей оболочкой, которые содержат как "мертвые" звездные остатки, так и "живые" звезды - также известные как белые карлики — двойные системы главной последовательности - предоставляет уникальный способ исследовать эту экстремальную фазу звездной эволюции.
|
|
|
|
"Двойные звезды играют огромную роль в нашей Вселенной", - говорит ведущий автор Стеффани Грондин, аспирант кафедры астрономии и астрофизики Дэвида А. Данлэпа в Калифорнийском университете в Торонто. "Эта выборка наблюдений знаменует собой ключевой первый шаг, позволяющий нам проследить полные жизненные циклы двойных звезд, и, надеюсь, позволит нам чтобы ограничить самую загадочную фазу звездной эволюции."
|
|
|
|
Исследователи использовали машинное обучение для анализа данных из трех основных источников: миссии Европейского космического агентства Gaia — космического телескопа, который изучил более миллиарда звезд в нашей галактике, — а также наблюдений, полученных в ходе обзоров 2MASS и Pan-STARRS1. Этот объединенный набор данных позволил команде искать новые двойные системы в кластерах, характеристики которых напоминают характеристики известных пар белый карлик - главная последовательность.
|
|
|
|
Несмотря на то, что эти типы двойных систем должны быть очень распространены, их было сложно найти, поскольку до этого исследования в пределах скоплений были подтверждены только два кандидата. Это исследование потенциально может увеличить это число до 52 двойных систем в 38 звездных скоплениях.
|
|
|
|
Поскольку считается, что все звезды в этих скоплениях сформировались в одно и то же время, обнаружение этих двойных систем в рассеянных звездных скоплениях позволяет астрономам определить возраст систем и проследить их полную эволюцию от состояния до появления общей оболочки до наблюдаемых двойных систем в фазе после образования общей оболочки.
|
|
|
|
"Использование машинного обучения помогло нам определить четкие сигнатуры для этих уникальных систем, которые мы не смогли легко идентифицировать с помощью всего лишь нескольких точек данных", - говорит соавтор Джошуа Спигл, профессор кафедры астрономии и астрофизики Дэвида А. Данлэпа и департамента статистических наук Университета Торонто. - Это также позволило нам автоматизировать поиск в сотнях кластеров, что было бы невозможно, если бы мы пытались идентифицировать эти системы вручную".
|
|
|
|
"Это действительно показывает, как много всего в нашей вселенной скрывается у всех на виду и все еще ждет, когда его найдут", — говорит соавтор Мария Дроут, также профессор кафедры астрономии и астрофизики Дэвида А. Данлэпа в Университете Южной Калифорнии. "Хотя существует множество примеров бинарных систем такого типа, очень немногие из них имеют возрастные ограничения, необходимые для полного отображения их эволюционной истории. Хотя предстоит еще много работы, чтобы подтвердить и полностью охарактеризовать эти системы, эти результаты будут иметь значение для многих областей астрофизики".
|
|
|
|
Двойные системы, содержащие компактные объекты, также являются предвестниками экстремального звездного взрыва, называемого сверхновой типа Ia, и такого рода слияния, которое вызывает гравитационные волны, представляющие собой рябь в пространстве-времени, которую можно обнаружить с помощью таких приборов, как лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO). Поскольку команда использует данные телескопов Джемини, Кека и Магеллана для подтверждения и измерения свойств этих двойных систем, этот каталог в конечном счете прольет свет на многие неуловимые переходные явления в нашей Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
