Учёные предсказали грандиозную сверхновую в 150 световых годах от Земли
Учёные Уорикского университета сделали удивительное открытие: две белых карлика — сверхплотных "мертвых звезды" — медленно сближаются и должны столкнуться примерно через... 23 миллиарда лет. Это столкновение создаст сверхновую типа Ia — звездный взрыв колоссальной мощности. Но помимо научного интереса к этому далекому явлению, открытие может дать ключевые ответы о методах измерения космических расстояний.
Чтобы понять значимость открытия, напомним природу белых карликов. Эти звезды представляют собой финальную стадию эволюции маломассивных светил вроде нашего Солнца. Когда такая звезда исчерпывает ядерное топливо, она проходит несколько этапов: сначала расширяется до красного гиганта, затем сбрасывает внешние слои, оставляя лишь раскаленное плотное ядро — белый карлик. Его вещество состоит преимущественно из углерода и кислорода — продуктов прежних термоядерных реакций.
Белый карлик больше не поддерживает ядерный синтез, но продолжает светиться за счет остаточного тепла. При экстремальной плотности его гравитация в тысячи раз превосходит земную: одна чайная ложка вещества карлика весила бы около тонны на Земле. Остывание занимает миллиарды лет, после чего карлик может превратиться в невидимый "черный карлик".
Эта конкретная система, обнаруженная группой исследователей под руководством Джеймса Мандея, расположена примерно в 150 световых годах от Земли, в созвездии Лев. Особую важность этому открытию придает то, что эта бинарная система белых карликов имеет общую массу, примерно в 1,56 раза превышающую массу Солнца. Хотя эта масса относительно мала по сравнению с такими массивными звездами, как наше Солнце, она высока для белых карликов, которые, как правило, менее массивны.
Эволюция этой бинарной системы белых карликов очень интересна и позволяет лучше понять их динамику. В настоящее время две звезды в этой системе обращаются друг вокруг друга с орбитальным периодом более 14 часов. Однако в долгосрочной перспективе эта система далеко не стабильна: со временем два белых карлика будут постепенно сближаться. Из-за излучения гравитационных волн — пульсаций в ткани пространства-времени — они будут терять энергию, что приведет к ускорению их орбитального движения. По мере уменьшения расстояния между ними скорость их вращения будет увеличиваться.
Через несколько миллиардов лет это ускорение достигнет головокружительных скоростей: звезды будут двигаться с угловой скоростью всего 30-40 аркминут в час. Это означает, что их орбиты значительно сузятся, и в конце концов они столкнутся. Это столкновение будет катаклизмом и приведет к сверхновой типа 1a - чрезвычайно яркому термоядерному взрыву.
Почему учёные так интересуются сверхновыми типа 1a? Эти звездные взрывы важны для измерения расстояний во Вселенной. Когда происходит взрыв сверхновой типа 1a, она излучает чрезвычайно стабильное свечение, позволяющее исследователям вычислить расстояние до нее. Таким образом, эти объекты служат «стандартными свечами» в огромном космосе, позволяя определить шкалу астрономических расстояний.
До этого открытия учёные предполагали, что за эти взрывы ответственны бинарные системы белых карликов, но это никогда не наблюдалось напрямую. Благодаря новому открытию у исследователей теперь есть конкретная модель задействованного механизма, что значительно повышает точность измерений расстояний во Вселенной.
Исследование опубликовано в журнале .