Астрономи з Університету Торонто виявили популяцію масивних зірок, які були позбавлені водневих оболонок їхніми супутниками в подвійних системах. Висновки, опубліковані в Science, проливають світло на гарячі гелієві зірки, які, як вважають, є джерелами бідних на водень супернових колапсів ядра та злиття нейтронних зірок.
Понад десять років вчені припускали, що приблизно кожна третя масивна зірка позбавлена водневої оболонки в подвійних системах. Проте до цього часу був визначений лише один можливий кандидат.
«Це була така велика кричуща діра», — каже співпровідний автор Марія Драут, доцент кафедри астрономії та астрофізики імені Девіда А. Данлепа та співробітник Інституту астрономії та астрофізики Данлепа в Університеті Торонто. «Якщо виявиться, що ці зірки є рідкісними, тоді вся наша теоретична основа для всіх цих різних явищ є неправильною, з наслідками для наднових, гравітаційних хвиль і світла від далеких галактик», — каже Драут. «Ця знахідка показує, що ці зірки дійсно існують».
«У майбутньому ми зможемо робити набагато більш детальну фізику з цими зірками», — каже Драут. «Наприклад, прогнози щодо кількості злиттів нейтронних зірок, які ми маємо спостерігати, залежать від властивостей цих зірок, наприклад, скільки матеріалу відходить від них під час зоряних вітрів. Тепер ми вперше зможемо виміряти це, тоді як люди екстраполювали це раніше».
Подвійні розділені зірки раніше використовувалися, щоб пояснити, чому третина наднових із колапсом ядра містить набагато менше водню, ніж типовий вибух зірки Червоного надгіганта. Драут та її колеги припускають, що ці нещодавно відкриті зірки врешті-решт вибухнуть у вигляді бідних на водень наднових. Ці зоряні системи також вважаються необхідними для формування злиття нейтронних зірок, подібних до тих, що випромінюють гравітаційні хвилі, виявлені на Землі експериментом LIGO.
Насправді дослідники вважають, що кілька об’єктів у їхній поточній вибірці – це зірки з нейтронними зірками або чорними дірами. Ці об’єкти знаходяться на стадії безпосередньо перед тим, як стати подвійними нейтронними зірками або системами нейтронних зірок і чорних дір, які згодом можуть злитися.
«Багато зірок є частиною космічного танцю з партнером, обертаючись навколо одна одної в подвійній системі. Вони не є самотніми гігантами, а є частиною динамічних дуетів, які взаємодіють і впливають одна на одну протягом усього свого життя», — каже Бетані Людвіг, доктор наук. Д. студент кафедри астрономії та астрофізики Девіда А. Данлепа в Університеті Торонто та третій автор цієї статті. «Наша робота проливає світло на ці захоплюючі стосунки, відкриваючи всесвіт, який є набагато більш взаємопов’язаним і активним, ніж ми уявляли раніше».
«Подібно до того, як люди є соціальними істотами, зірки також, особливо масивні, рідко бувають самотні», — каже Людвіг.
Коли зірки еволюціонують і розширюються, щоб стати червоними гігантами, водень на зовнішніх краях однієї з них може бути позбавлений гравітаційного тяжіння її супутника, залишаючи відкритим дуже гаряче гелієве ядро. Процес може тривати десятки тисяч або навіть сотні тисяч років. Відрізані зірки важко знайти, тому що більша частина світла, яке вони випромінюють, знаходиться за межами спектра видимого світла і може бути закрита пилом у Всесвіті або затемнена зірками-супутниками.