Ад вечного дня: как не родившаяся звезда оказалась горячее Солнца
Содержание страницы
Астрономы обнаружили удивительную пару из недавно отгоревшей и так и не родившейся звезды. Обе они горячее нашего пребывающего в добром здравии Солнца. В пылающей атмосфере «недозвезды» бушуют ветры невероятной силы и даже молекулы распадаются на части. Naked Science рассказывает, как такие объекты могут помочь в исследовании далеких планет.
Недавно астрономы отчитались об обнаружении удивительного дуэта. Это белый и коричневый карлики, образующие необычно тесную пару. Белый карлик — раскаленное ядро недавно отгоревшей звезды. Коричневый — наоборот, «зародыш», которому не хватило массы, чтобы стать настоящим светилом. В одном его полушарии царит вечный день, и жаркие лучи белого карлика делают коричневый карлик горячее большинства звезд.
На тот момент об открытии сообщалось в препринте, еще не прошедшем проверку учеными-рецензентами. Теперь статья о нем вышла в престижном журнале Nature Astronomy. В связи с этим Naked Science делится подробностями исследования и рассказывает, почему подобные пары так интересуют астрономов. А еще мы поговорим о том, откуда берутся коричневые карлики и как ученые их находят.
Многоликие карлики
В астрономии слово «карлик» означает звезду небольшой светимости. Более 90 процентов звезд в Галактике — именно карлики: красные, оранжевые или желтые, как Солнце. Белые и коричневые карлики стоят особняком. В них не происходит термоядерных реакций, поэтому надо ли их называть звездами, спорный вопрос. Разница между белым и коричневым карликом в том, что в первом термоядерные реакции уже закончились, а во втором они толком так и не начались.
О природе коричневых карликов мы поговорим ниже, а пока кратко расскажем, откуда берутся белые. Когда у небольшой звезды (менее 8-10 масс Солнца) заканчивается «топливо», ее внешние слои превращаются в туманность, которая постепенно рассеивается. Ядро светила становится белым карликом. Сначала он очень горяч: около 50 тысяч градусов на поверхности. Нужны многие миллиарды лет, чтобы он окончательно остыл и перестал светиться.
Неравный брак
Белый карлик WD 0032-317 находится в 1400 световых годах от Земли в южном созвездии Скульптора. Его масса — 40 процентов солнечной, а радиус — около трех земных. Для белых карликов с их огромной плотностью это типичные параметры. Необычна разве что температура: 37 тысяч градусов. Это значит, что родительская звезда разрушилась около миллиона лет назад, и белый карлик почти не остыл. Для сравнения: температура поверхности Солнца менее шести тысяч градусов.
Еще около 20 лет назад ученые заподозрили, что у этого объекта есть спутник, точнее компаньон, вместе с которым они обращаются вокруг общего центра масс. Тогда астрономы сочли, что пару WD 0032-317 составляет другой белый карлик.
Авторы нового исследования проанализировали данные крупнейшего в мире телескопа VLT, полученные в 2019-2020 годах, и выяснили, что компанию WD 0032-317 составляет совсем другое небесное тело — коричневый карлик. Как принято у астрономов, его обозначили WD 0032-317B. Буква B означает второе тело в системе.
Благодаря массе в 75-80 юпитеров WD 0032-317B претендует на звание самого массивного из известных коричневых карликов. Ему совсем чуть-чуть не хватило массы, чтобы в его недрах начались термоядерные реакции и превратили его в звезду. Впрочем, по радиусу он даже несколько меньше Юпитера. Это общее свойство коричневых карликов. Будучи в десятки раз массивнее планет-гигантов, они сжаты собственной гравитацией до вполне планетных размеров.
За эту схожесть планетологи очень ценят коричневые карлики. Благодаря близости размеров коричневый карлик — довольно близкий аналог планеты. Но поскольку он массивнее, его легче открыть и изучить (хотя бы методом лучевых скоростей, о котором Naked Science подробно рассказывал).
Заменитель планет
Зачем ученым «заменитель, идентичный натуральному» при наличии почти 5500 известных экзопланет? Затем, что планета планете рознь. Например, астрономы давно интересуются, как ведут себя атмосферы планет-гигантов, разогретые до температуры маленькой звезды. Теория предсказывает, что молекулы там должны разваливаться на атомы от убийственного жара и ультрафиолетового излучения, а атмосфера постепенно утекать в космос.