Ученые обнаружили, что звездная пыль может образовываться в результате взрывов сверхновых типа Іа. Это означает, что ее порождают белые карлики, которые взаимодействуют с обычными звездами. Исследования имеют большое значение для понимания эволюции галактик.
Сверхновые типа Іа
Международная команда астрономов обнаружила, что звездная пыль может образовываться в результате космического взрыва, который происходит, когда белый карлик забирает материал у звезды-спутника, а затем взаимодействует с газом из ее непосредственного окружения. Эти события называются сверхновыми типа Ia, и астрономы часто называют их «стандартными свечами», поскольку свечение их вспышек практически одинаковое, и его можно использовать для измерения космических расстояний.
«Образование космической пыли имеет решающее значение в астрономии, — объясняет член команды и астроном Техасского университета A&M Лифан Ванг (Lifan Wang) в своем заявлении. — Она связана буквально со всеми явлениями космоса. Понимание процесса ее формирования является одной из ключевых целей многих современных астрономических миссий».
Это не первый случай, когда такие события связывают с образованием космической пыли, но предыдущие наблюдения касались сверхновых, образующихся в результате звездного коллапса. Это происходит, когда массивная звезда исчерпывает запас топлива, необходимый для внутренних процессов ядерного синтеза. В результате ядро светила коллапсирует, рождая черную дыру или нейтронную звезду, тогда как внешние слои сбрасываются во время взрыва.
Однако сверхновые с коллапсом ядра не возникают в эллиптических галактиках, которые напоминают гигантские рои звезд, а не упорядоченные спирали, как Млечный Путь. Таким образом, астрономы пытались объяснить, откуда именно берется пыль в таких галактиках.
Теперь Ванг и его коллеги нашли ответ: эта пыль может происходить от «белых карликов-вампиров», которые питались материалом своего компаньона, прежде чем породить термоядерный взрыв. «Все формы жизни во Вселенной — это космическая пыль, выкованная в процессах, связанных со звездной эволюцией, — сказал астроном. — Наша работа предоставляет четкие доказательства конденсации огромного количества частиц пыли после взрыва белой карликовой звезды».
О белых карликах и двойных звездах
Белые карлики — это сверхплотные объекты, возникающие, когда у относительно небольших звезд заканчивается «топливо», необходимое для термоядерного синтеза, и их ядра коллапсируют. Однако этим объектам не хватает массы, необходимой для полного коллапса, который бы привел к образованию черной дыры или нейтронной звезды. Вместо этого они образуют белые карлики.
Наше Солнце пройдет через этот процесс, когда исчерпает запасы водорода в своем ядре примерно через 5 млрд лет. Правда, оно умрет одинокой смертью как остывающий белый карлик. А вот некоторые другие объекты существуют в двойных системах со звездами-компаньонами, которых они могут использовать, чтобы вернуться к жизни.
Если такие звезды находятся достаточно близко друг к другу, белый карлик может «украсть» вещество из внешних слоев своего спутника. Это украденное вещество сначала формирует диск вокруг карлика, а оттуда проникает на его поверхность. Со временем оно накапливается, увеличивая массу объекта сверх так называемого предела Чандрасекхара, равного 1,4 массы Солнца и являющегося пределом массы, при которой звезда способна стать сверхновой. Все это в конечном итоге приводит к термоядерному взрыву, который называется сверхновой типа Іа.
Новые исследования астрономов
Чтобы определить, могут ли сверхновые типа Іа объяснить космическую пыль, Ванг и его коллеги наблюдали за сверхновой SN 2018evt более трех лет, используя комбинацию инструментов — таких, как космические телескопы Spitzer и WISE (NASA), а также несколько наземных обсерваторий.
Они обнаружили, что сверхновая столкнулась с материалом, который был сброшен звездами в двойной системе, и увидели, как белый карлик «питался» своим компаньоном до того, как тот разделил с ним термоядерную судьбу. Это столкновение, по наблюдениям команды, посылает ударные волны через улетевший газ, в то время как в самом газе образуется пыль, когда он охлаждается после того, как волны прошли.
Из этого следует, что сверхновые типа Іа не столь эффективно производят газ, как их аналоги с коллапсом ядра. Этот недостаток может быть компенсирован тем фактом, что они взаимодействуют с окружающей средой настолько активно, что могут быть значительным или даже доминирующим, источником пыли в эллиптических галактиках. Открытия команды показывают, что белые карлики также могут играть важную роль в непрерывном цикле образования и разрушения звезд, равно как и в процессах, приводящих к возникновению планет, а иногда и жизни, какой мы ее знаем.
По материалам: www.space.com
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
