Введение

В недрах космоса происходят удивительные процессы, которые порой кажутся невероятными. Одним из таких явлений является взаимодействие белых карликов в бинарных системах, где одна звезда поглощает материю другой. Новое исследование, проведенное группой астрономов из США, раскрывает детали такого взаимодействия на экстремально коротком орбитальном периоде всего 8,5 минут.

Бинарные каннибалы

Бинарные звёздные системы часто становятся ареной драматических процессов, где одна звезда деформирует и даже поглощает материю своей компаньонки. Однако, в системах с очень близкими орбитами, учёные все еще не до конца понимают, насколько экстремальными могут быть эти передачи массы.

Долгое время оставались открытыми вопросы, касающиеся компактных бинарных систем, содержащих белые карлики — горячие, яркие звезды, размеры которых сопоставимы с размерами Земли, но массы, которые сопоставимы с массами обычных звёзд. Эти звёзды являются остатками, оставшимися после того, как звёзды, подобные нашему Солнцу, исчерпали своё ядерное топливо и сбросили свои внешние слои.

Эмма Чиклс, возглавляющая исследование в MIT, утверждает: «Даже эти выгоревшие ядра могут быть разрушены при определенных условиях. Однако то, как это происходит на орбитах менее 10 минут, остается в значительной степени неизвестным, и каждая бинарная система, которую мы наблюдали на таких экстремальных периодах, выглядит иначе, чем предыдущая».

Поиск новых данных

Чтобы пролить свет на эту загадку, команда Чиклс изучила миллионы изображений бинарных звёзд, снятых за последние десять лет различными астрономическими опросами. Благодаря тщательному алгоритмическому подходу они смогли зафиксировать малейшие изменения яркости, которые ускользали от предыдущих исследований. Это дало возможность выявить наличие массы, передаваемой от ярких объектов, таких как белые карлики.

«Для дальнейших наблюдений я отправилась на телескопы Магеллана в Чили, чтобы поработать с новой высокоскоростной камерой, названной proto-Lightspeed», — объясняет Чиклс. «Наблюдая за системой, я могла видеть, как свет поднимается и опускается в реальном времени, когда две звезды затеняли друг друга».

Процесс поглощения

После тщательного анализа команда выделила один особенно многообещающий объект, зафиксированный в опросе ATLAS. Система, получившая название ATLAS J1013−4516, состоит из пары белых карликов, которые вращаются друг вокруг друга всего за 8,5 минуты.

В процессе этого гравитационного танца одна звезда активно разрушается другой. Она поглощает материю из своего компаньона, плотность которого в 250 раз выше, чем у свинца, и передает её на формирование компактного, перегретого аккреционного диска, размером, сопоставимым с Сатурном, и нагревается до температур, значительно превышающих те, что наблюдаются на поверхности Солнца.

«Поскольку система затеняется с нашей точки зрения, мы фактически наблюдаем, как одна звезда проходит перед другой в каждом орбитальном цикле, позволяя нам точно измерять массу и размеры пары, что почти никогда не удается сделать для таких экзотических объектов,» — добавляет Чиклс.

Будущее наблюдений

Изучая эту театральную систему более внимательно, Чиклс и её коллеги смогли зафиксировать процесс, который, несмотря на свою неуловимость, вероятно, широко распространен во Вселенной. Их результаты могут стать важной основой для будущих наблюдений с использованием LISA — предстоящего космического аналога интерферометра LIGO, который уже зафиксировал сотни гравитационных волн, исходящих от бинарных пар черных дыр и нейтронных звёзд.

Запланированный к запуску в 2030-х годах, LISA сможет обнаруживать гравитационные волны с беспрецедентной детализацией, возможно, будет достаточно чувствительной, чтобы уловить колебания в пространственно-временном континууме, создаваемые орбитальными объектами, такими как белые карлики.

«Эта система находится в коротком списке бинарных объектов, которые LISA должна будет обнаружить напрямую,» — заключает Чиклс. «И если мы уже нашли одну такую экстримальную систему, многие другие, вероятно, ждут своего часа в архивах, которые у нас уже есть; нам просто нужны лучшие способы поиска».

Заключение

Новые открытия в астрономии не только углубляют наше понимание космоса, но и открывают новые горизонты для будущих исследований. Исследование взаимодействия белых карликов в бинарных системах может стать ключом к пониманию более сложных процессов, происходящих в нашей Вселенной. Возможно, что благодаря современным технологиям мы сможем осветить еще больше тайн, которые скрывают звезды.