Агония подобных Солнцу звезд сопровождается мощными толчками
Когда звезды, подобные нашему Солнцу, стареют, они разбухают, превращаясь в красные гиганты. Бурлящая внешняя оболочка постепенно улетучивается в космос, а оставшееся ядро сжимается в белый карлик. Поскольку большинство светил заканчивают свой путь именно так, Вселенная кишит белыми карликами.
Профессор Джим Фуллер из Калифорнийского технологического института (Caltech) предложил новую модель финальной агонии, которая дополняет эту известную картину любопытными подробностями. Результаты своих изысканий он представил на 248-й конференции Американского астрономического общества в Пасадене и отправил в Proceedings of the Astronomical Society of the Pacific.
«В этой модели с поверхности раздувшихся звезд хаотично и несимметрично вырываются сгустки вещества. И при каждом таком выбросе звезда получает небольшой импульс в противоположную сторону. Как говорил Ньютон: действие равно противодействию», — говорит астрофизик.
По его расчетам, звезды на заключительном этапе жизни, перед тем как стать белыми карликами, испытывают около 10 000 маленьких толчков на протяжении сотен тысяч лет. Каждый из них сообщает звезде скорость в несколько метров в секунду. «Для человека это скорость неспешной пробежки», — замечает ученый.
Хотя выбрасываемое вещество уходит в случайных направлениях, в итоге возникает результирующий сдвиг в какую-то одну сторону. В математике это называется случайным блужданием. Представьте: если подбрасывать монетку, чтобы решать, в какую сторону двигаться, со временем вы неизбежно окажетесь в стороне от исходной точки. Так и у звезды — итоговое смещение будет направлено хаотически, а скорость составит примерно километр в секунду.
Известно, что другие объекты во Вселенной получают и более сильные удары — например, при взрыве массивной звезды как сверхновой ударная волна толкает звездный остаток в одну сторону. Ранее астрофизики уже подозревали, что белые карлики тоже испытывают толчки, но в их случае процесс не столь драматичен, поскольку звезды не взрываются.
Веское доказательство того, что белые карлики получают небольшие импульсы, нашел астроном Карим Эль-Бадри из Caltech. Он обнаружил, что широко разнесенных пар звезд, одна из которых — белый карлик, не так много. Новая модель отлично это наблюдение объясняет: когда умирающую звезду так сильно трясет, этого хватает, чтобы разорвать гравитационную связь системы.
«Если орбитальная скорость в двойной системе меньше скорости толчка, такие широкие пары теряют гравитационную связанность», — объясняет Фуллер.
В основе его модели лежат работы Эль-Бадри, а также другие компьютерные симуляции, показывающие, как несимметрично выбрасывается клокочущее конвективное вещество с поверхности умирающего красного гиганта. Его модель — первая, которая связывает хаотично направленные выбросы массы с предполагаемыми толчками белых карликов.
«Я рад, что появилась физическая модель, объясняющая это наблюдение, которое ставило меня в тупик несколько лет», — признается Эль-Бадри.
Модель Фуллера предсказывает и кое-что новое: в некоторых случаях толчки, которые испытывает умирающий красный гигант, имеющий звездного компаньона, могут привести к столкновению двух светил и последующему взрыву. Если свидетельства таких бурных звездных союзов будут найдены, это подтвердит стройную теорию.
