Разгадана тайна появления сверхмассивных белых карликов

Ученые Китайской академии наук разгадали тайну возникновения необычного типа белых карликов — сверхмассивных углеродно-кислородных белых карликов. Согласно результатам, опубликованным в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, эти объекты возникают в результате слияния белых карликов двух других типов.

Согласно моделям звездной эволюции, белые карлики (WD) с массой менее примерно 0,45 массы Солнца являются гелиевыми (He), а с массами от 0,45 до 1,05 массы Солнца — углеродно-кислородными (CO). Белые карлики с массой более 1,05 массы Солнца содержат кислородно-неоновые (ONe) ядра и обычно называются сверхмассивными белыми карликами (UMWD). Дальнейшая эволюция белых карликов выражается в их постепенном охлаждении, однако имеются данные, что UMWD испытывают задержки охлаждения, причиной которых являются такие механизмы, как кристаллизация и осаждение элементов. Предполагается, что эти белые карлики являются одновременно и углеродно-кислородными (UMCOWD).

Исследователи проверили, может ли слияние массивных углеродно-кислородных карликов с гелиевыми белыми карликами приводить к появлению UMCOWD. Результаты трехмерного динамического моделирования показали, что слияние является очень быстрым процессом, а дальнейшая эволюция получившейся звезды напоминает эволюцию R Северной Короны — желтого гиганта, который периодически уменьшает свой блеск. Считается, что звезды этого типа — RCB — являются продуктом слияния двух белых карликов или вспышки в гелиевой оболочке красного гиганта.

При слиянии двух белых карликов горение гелия приводит к росту массы углеродно-кислородного ядра. На конечное значение массы белого карлика типа CO влияет скорость потери вещества из-за звездного ветра после слияния, но она не может превышать 1,2 массы Солнца. При превышении этой границы начинается горение углерода на поверхности, в результате чего возникают кислородно-неоновые карлики. Таким образом, по крайней мере некоторые UMWD, испытывающие сверхдолгие задержки охлаждения, возникают в результате слияния CO и гелиевых белых карликов.

Изучение UMWD играют ключевую роль в понимании механизма взрывов сверхновых типа Ia, различных физических процессов на поздней стадии существования звезд, возникновении сильнопольных магнитных белых карликов, а также особенностях двойных слияний белых карликов.