Астрономія
Астрономія

Білий карлик розміром з Місяць виявився масивнішим за Сонце

Дослідники Каліфорнійського технологічного інституту виявили білого карлика ZTF J1901 + 1458 на відстані 130 світлових років від Землі, радіус якого всього на 400 кілометрів більший за Місяць. Втім, зоря виявилася приблизно у 1,3 раза масивнішою за Сонце, а тому має майже у мільярд разів сильніше магнітне поле, ніж у Землі. При цьому вона обертається кожні 6,9 хвилини та йде до колапсу в найближчі кілька сотень мільйонів років. Про знахідку вчені повідомили у Nature.

Білий карлик ZTF J190132.9 + 145808.7 порівняно із Місяцем / Caltech

Білий карлик ZTF J190132.9 + 145808.7 порівняно із Місяцем / Caltech

Що це за карлик?

Білі карлики - це зорі на останній стадії еволюції, з масою приблизно у вісім разів меншою за масу Сонця. Вони також обертаються, також мають магнітне поле та складаються з гелію або кисню, неону і магнію. Знайдений вченими ZTF J1901 + 1458 загалом є типовим білим карликом. Однак всі свої властивості він проявляє до крайності: період обертання 6,94 хвилини, магнітне поле над його поверхнею в діапазоні від 600 до 900 мегагауссів, а радіус зірки складає 2140 кілометрів - трохи більше, ніж радіус Місяця. Моделювання показало, що карлику менше сотні мільйонів років.

Радіус ZTF J1901 + 1458 дещо менший за радіус середньостатистичних білих карликів, а тому він може стати найпотужнішим білим карликом з усіх виявлених. Але якщо його мінливість - зміна блиску - у подальших спостереженнях виявиться наслідком не обертання, а пульсацій, то він стане найпотужнішим пульсуючим білим карликом і єдиним відомим магнітним пульсуючим білим карликом. Знайшли його за допомогою камери Zwicky Transient Facility та CHIMERA у Паломарській обсерваторії, що в Каліфорнії.

Звідки він з'явився?

Білі карлики, як і інші зірки, часто зустрічаються в подвійних системах. А якщо період обертання подвійної системи досить невеликий, то втрати енергії через випромінювання гравітаційних хвиль можуть звузити орбіту доти, поки два білих карлики не стикнуться і не зіллються в один. А вже залежно від їхньої маси, злиття може привести до наднової типу Ia або до масивного білого карлика. У першому випадку один з пари набиратиме собі матеріалу стільки, скільки вистачить до переходу межі Чандрасекара - найбільшої можливої для такого зорі маси, приблизно 1,4 сонячної, що потім змусить його спалахнути надновою. За другого ж сценарію залишок від карликів сильно намагнітиться і почне швидко обертатися, що і відбувається зараз із ZTF J1901 + 1458.

Що з ним буде далі?

За словами вчених, через екстремальний тиск та наближення карлика до межі Чандрасекара, у його ядрі може початися атомний процес, який зробить ZTF J1901 + 1458 ще більш компактним - нейтринне охолодження. Так натрій у карликовому ядрі почне захоплювати електрони, а утворені внаслідок цього нейтрино почнуть з високою швидкістю «виносити» енергію з усього об'єму ядра. Через кілька сотень мільйонів років найважчі елементи, включаючи натрій, почнуть поступово опускатися до центру, зоря стискатиметься так, що внутрішній тиск більше не зможе підтримувати її, і ZTF J1901 + 1458 нагріється та колапсує. Далі він цілком може стати нейтронною зорею з періодом обертання 15 мілісекунд (як у молодого пульсара), якщо вистачить матеріалу та не втратиться кутовий момент і магнітний потік.

нейтринне охолодження.
Цей процес ще називають «урка-процесом» на честь бразильського казино, у якому з такою ж швидкістю зникають гроші.