Обнаружен необычный белый карлик размером с Луну и массой с Солнце

Астрономы обнаружили самый маленький белый карлик ZTF J190132.9+145808.7, который одновременно является самым массивным из всех известных звезд этого типа. Этот необычный объект, по массе в 1,32-1,36 раз превосходящий Солнце и размером сравнимый с Луной, сформировался при слиянии двух менее массивных белых карликов. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature.

Открытие было совершено учеными Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института. Более массивные карлики всегда имеют меньшие размеры, поскольку в их недрах не происходит ядерного горения, а их размер регулируется квантовыми эффектами. Чем больше белый карлик, тем больше гравитационные силы и тем больше должно быть давление в недрах потухшей звезды, чтобы их уравновесить. Давление создает вырожденный электронный газ — материя, состоящая из электронов, которые не могут занимать одно и то же квантовое состояние (это называется принципом запрета Паули).

Исследователи изучили объект ZTF J1901+1458 с помощью 5-метрового телескопа Хейла. Белый карлик вращается с высокой скоростью с периодом 6,94 минуты, что очень необычно для них — обычно на один оборот уходит несколько часов. Спектроскоп в обсерватории Кека (Гавайи) показал наличие экстремального магнитного поля с индукцией 800 миллионов гаусс, что почти в миллиард раз сильнее магнитного поля у Солнца.

При экстремальной плотности, достигнутой в центре ZTF J1901+1458, ядра некоторых элементов могут подвергаться обратному бета-распаду, который также называется электронным захватом. При этом удаляются электроны, которые вносят вклад в давление вырожденного газа, удерживающее звезду от коллапса. Через несколько миллионов лет тяжелые элементы опустятся к ядру, в результате чего звезда начнет сжиматься, начнется ядерное горение кислорода, и вспыхнет сверхновая с образованием нейтронной звезды.

Если гипотеза образования нейтронных звезд верна, это может означать, что значительная часть других нейтронных звезд формируется именно таким образом. Известно множество звездных систем, состоящих из двух белых карликов. В конце концов они сливаются, образуя массивный белый карлик, которому суждено сколлапсировать.