Астрономы заметили, что температура некоторых старых белых карликов выше ожидаемой: их подогревают термоядерные реакции в остатках водородной оболочки.
Шаровые скопления М 3 и М 13 на снимках телескопа Hubble / ©Hubble NASA, ESA, G. Piotto et al. (2021)
Солнце и другие звезды умеренных размеров заканчивают жизнь, когда исчерпывают запасы водородного топлива для термоядерных реакций. Они больше не способны противостоять собственной гравитации и коллапсируют, сбрасывая верхние оболочки и превращаясь в белых карликов. Масса белых карликов не превышает 1,4 солнечной, зато температура исключительно велика. Несмотря на то что термоядерные реакции в них уже не проходят, такая звезда может остывать многие миллиарды лет.
Теоретически, измерив температуру белого карлика и зная скорость остывания, можно примерно определить его возраст. Однако астрономы из итальянского Болонского университета показали, что такие расчеты не всегда верны и некоторые белые карлики способны долго подогреваться за счет термоядерных реакций в богатой водородом оболочке. Об этом ученые пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Франческо Ферраро (Francesco Ferraro) и его коллеги рассмотрели белые карлики из крупных шаровых скоплений М 3 и М 13. Эти звезды демонстрируют близкую металличность (содержание элементов тяжелее водорода и гелия) и возраст, однако в М 13 они в целом горячее. Астрономы использовали космический телескоп Hubble, чтобы провести новые наблюдения за белыми карликами М 3 и М 13 в ближнем ультрафиолетовом диапазоне и сравнить их.
Работа показала, что, в отличие от более холодных карликов в М 3, некоторые звезды в М 13 сохранили свои водородные оболочки, в которых могут проходить медленные термоядерные реакции, подогревающие их. В результате компьютерного моделирования выяснилось, что благодаря таким процессам около 70 процентов белых карликов в М 13 остывают медленнее ожидаемого. Их температура связана с возрастом не так прямо, как принято думать.
Эти выводы наверняка приведут к пересмотру некоторых оценок возраста звездного населения нашей Галактики. Тем временем команда Ферраро планирует новые наблюдения за белыми карликами, чтобы выяснить, почему одни из них сохраняют водородные оболочки, а другие — нет.
