Ученые заметили, что белые карлики, медленно угасающие звезды, обладают странным свойством. Наблюдения за ними показли, что они, набирая вес, начинают сжиматься.
Еще в 1930-х годах физики предсказывали, что звездные трупы будут действовать таким образом. По их словам, причина в экзотическом материале этих звезд. Они называют это вырождающимся электронным газом.
Чтобы не рухнуть под собственной массой, такие звезды должны создавать мощное давление извне. Для этого белые карлики сжимают свои электроны еще больше. Астрономы наблюдали доказательства этой тенденции размера у небольшого числа белых карликов. Но данные о тысячах из них теперь показывают, что правило действует в широком диапазоне масс белых карликов.
Ведант Чандра и его коллеги из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, 28 июля поделились своим открытием на сайте arXiv.org.
Понимание того, как белые карлики уменьшаются по мере набора массы, могло бы улучшить понимание ученых того, как звезды взрываются как сверхновые типа 1a , говорит астроном и соавтор Сян-Чжи Хван. Считается, что эти сверхновые звезды появляются, когда белый карлик становится настолько массивным и компактным, что взрывается. Но никто точно не знает, что движет этим звездным пиротехническим событием.
Команда исследовала размеры и массу более 3000 белых карликов. Они использовали обсерваторию Apache Point в Нью-Мексико и космическую обсерваторию Gaia Европейского космического агентства.
«Если вы знаете, как далеко находится звезда, и если вы можете измерить, насколько ярка звезда, то вы можете получить довольно хорошую оценку ее радиуса», — говорит Чандра. Он студент колледжа, изучает физику и астрономию. Однако измерение массы белого карлика оказалось сложной задачей. Почему? Астрономам обычно нужно увидеть, как белый карлик гравитационно тянет вторую звезду, чтобы получить хорошее представление о весе белого карлика. И все же многие белые карлики ведут одиночное существование.
Для этих одиночек исследователи должны были сосредоточиться на цвете звездного света. Один из эффектов общей теории относительности заключается в том, что она может изменить видимый цвет звездного света на красный. Он известен как гравитационное красное смещение. Когда свет выходит из сильного гравитационного поля, такого как поле вокруг плотного белого карлика, длина его волн увеличивается. Чем плотнее и массивнее белый карлик, тем длиннее и краснее становится его свет. Таким образом, чем больше масса белого карлика по сравнению с его радиусом, тем сильнее это растяжение. Эта черта позволила ученым оценить массу одиночных белых карликов.
И эта масса близко соответствует предсказанной для более крупных звезд меньшего размера. Белые карлики с массой около половины Солнца были примерно в 1,75 раза шире Земли. Те, что имели массу чуть больше, чем Солнце, были ближе к трем четвертям ширины Земли. Алехандра Ромеро — астрофизик. Она работает в Федеральном университете Риу-Гранди-ду-Сул. Это в Порту-Алегри, Бразилия. Она говорит, что обнадеживает то, что белые карлики следуют ожидаемой тенденции к сокращению, поскольку они набирают больше массы. Она добавляет, что изучение еще большего количества белых карликов может помочь подтвердить тонкости этой связи веса и талии. Например, теория предсказывает, что чем горячее белые карлики, тем более надутыми они будут по сравнению с более холодными звездами той же массы.
