Астрономи знайшли одну з найменших зірок у відомому Всесвіті – вона менша, ніж Юпітер

Деталі відкриття

Система, позначена TMTS J0526, була виявлена командою Університету Цінхуа за допомогою телескопа Ма Хуатенг (TMTS). Вона розташована на відстані близько 2 760 світлових років від Землі.

TMTS J0526 містить багату на вуглець і кисень білу карликову зорю з масою близько 74% маси Сонця. Вона обертається навколо гарячої субкарликової зорі з масою близько третини маси нашої зорі, а її ширина в 7 разів більша за ширину Землі, що робить її меншою за газовий гігант Юпітер, а також однією з найменших за об'ємом зірок, які коли-небудь були помічені.

Зорі TMTS J0526 роблять один оберт по орбіті приблизно кожні 20,5 хвилин. Це робить їх рекордсменами для цього типу подвійних, хоча система все ще поступається HM Cancri, яка містить два білих карлики, що здійснюють один оберт приблизно кожні 5,4 хвилини.

Однак завдяки своїй тонкій водневій атмосфері крихітна зоря все одно більша і помітніша за свого білого карлика-компаньйона. Проте білий карлик здатен деформувати крихітну зорю до форми еліпсоїда завдяки своєму сильному гравітаційному впливу, оскільки вони швидко рухаються по орбіті одна одної.

Відкриття TMTS J0526 важливе не лише через неймовірно короткий орбітальний період, але й тому, що ця система може допомогти пояснити, як взагалі народжуються такі крихітні субкарликові зорі.

Еволюція зірок

Білі карлики народжуються, коли зорі розміром з Сонце вичерпують запаси водню, що містяться в їхніх ядрах, і більше не можуть протистояти внутрішньому тиску власної гравітації. Це призводить до того, що зоряні ядра руйнуються, а зовнішні шари зірок, де все ще триває ядерний синтез, розширюються назовні. Цей процес спочатку перетворює зорі на червоних гігантів, а потім тіла остигають, залишаючи по собі білі карлики, оточені оболонками з газу та пилу.

Утворений білий карлик захищений від подальшого колапсу квантовим ефектом, що називається тиском виродження, який не дає електронам стискатися разом. При достатній масі тиск виродження електронів може бути подоланий, щоб народити нейтронну зорю, захищену "тиском виродження нейтронів", який також може бути подоланий при достатній масі, щоб народити чорну діру. З цієї причини білі карлики і нейтронні зорі часто називають "виродженими зірками".

Після того, як Сонце стане білим карликом приблизно через 5 мільярдів років, знищивши таким чином внутрішні планети, включаючи Землю, на нього чекає самотнє існування. Але не всі білі карлики настільки ізольовані. Деякі з них існують у подвійних системах з іншою зіркою.

Зірки в таких подвійних конфігураціях часто мають "спільну оболонку" з навколишнього газу. Теорія під назвою "Синтез бінарної популяції" припускає, що коли термоядерний вибух, який називається гелієвим спалахом, відбувається у виродженій зорі під час цієї фази спільної оболонки, спільна оболонка з силою викидається, перетворюючи зоряний компаньйон білого карлика на субкарликову зорю з масою близько 45% маси Сонця.

Викид другої спільної оболонки навколо двох зірок може бути викликаний запалюванням невиродженого, багатого на гелій ядра всередині зоряного компаньйона. Цей викид другої спільної оболонки може створити ще менш масивну субкарликову зорю з масою близько 32-36% маси Сонця.

Після викиду спільних оболонок, гарячий субкарлик, що утворився, і білий карлик, що залишився, обертаються по орбіті один навколо одного, випромінюючи гравітаційні хвилі.

Гравітаційні хвилі – це пульсації в самій тканині простору-часу, вперше передбачені Альбертом Ейнштейном у 1915 році. Ці гравітаційні хвилі забирають кутовий момент, і це змушує білий карлик і крихітну гарячу субкарликову зорю зближуватися, обертаючись по спіралі одна навколо одної все швидше і швидше, випромінюючи при цьому гравітаційні хвилі більш інтенсивно.

У результаті утворюється компактна подвійна система з гарячого субкарлика і білого карлика з орбітальним періодом близько 20 хвилин.

Надзвичайно короткий орбітальний період подвійної системи TMTS J0526 є першим спостережним доказом формування крихітного гарячого субкарлика через викид вторинної спільної оболонки.