Когда белый карлик перетягивает одеяло на себя: четыре двойных системы от учёных КФУ

Вы знали, что звёзды могут жить парами? И это не просто романтика: одна звезда буквально пожирает другую и порой вызывает яркие вспышки, которые видны даже с Земли. Совсем недавно астрофизики из Казани нашли сразу четыре такие «парочки». Как они это сделали, зачем наука ищет такие системы, и чем двойные звёзды могут вас удивить? Когда мы смотрим на ночное небо, нам кажется, что звёзды существуют где-то далеко и просто красиво светят, но астрономы видят в них целую историю — от рождения до самой смерти. Вот и исследователи Казанского федерального университета недавно обнаружили четыре двойные звезды. Причём не обычные, а так называемые катаклизмические переменные.Что это за звёзды такие, как их нашли и почему это важно? Давайте разбираться. Партнёрство на века Начнём с базы. Многие объекты в космосе совсем не одиноки. Если взять какую-нибудь звезду, то вполне возможно, что рядом с ней крутится компаньон. Эти ребята образуют двойную систему: оба объекта вращаются вокруг общего центра тяжести. И такие системы — не редкость, по оценкам астрономов, больше половины всех звёзд в нашей галактике существуют именно в двойных или кратных системах.И вот тут мы подходим к чему-то более экзотическому. Команда из КФУ нашла так называемые катаклизмические переменные. Что это значит? Представьте себе старую звезду, которая уже выработала всё своё топливо и стала белым карликом — горячим и очень плотным остатком звезды, но вдруг оказывается, что рядом с ним есть более молодая и маломассивная звезда-компаньон. Белый карлик начинает «питаться» её веществом и буквально оттягивает материю на себя. Именно это делает такие системы яркими и переменными: вещество перетекает с одной звезды на другую и образует аккреционный диск.Иногда такое взаимодействие вызывает яркие вспышки или изменения блеска системы, и это уже можно заметить даже с огромных расстояний. Именно поэтому их называют «катаклизмическими». Так что же всё-таки нашли? Теперь к сути дела: учёные Казанского университета обнаружили четыре такие двойные системы, причём на расстоянии от 616 до 1934 световых лет от Земли. Важно даже само не расстояние, а то, как находят такие системы. Команда под руководством молодого учёного Ильхама Галиуллина использовала данные сразу трёх мощнейших инструментов: рентгеновской обсерватории Chandra, оптического телескопа Gaia и системы Zwicky Transient Facility (ZTF), которая следит за переменными объектами.А дальше — буквально как искать иголку в стоге сена. Среди 26 тысяч объектов в каталоге пришлось выискивать тех, кто подходит под критерии катаклизмических переменных. В итоге нашли 10 кандидатов, из которых четыре подтвердились после дополнительных наблюдений. Для этого учёные подключили два гигантских телескопа: один находится в обсерватории Кека на Гавайях, другой — в Паломарской обсерватории в Калифорнии.Вот тут возникает логичный вопрос: «Ну ладно, нашли какие-то звёзды, а нам-то что?» Астрофизики отвечают: исследование таких систем — ключ к пониманию того, как вообще эволюционируют звёзды. Катаклизмические переменные выступают как некие космические лаборатории. Они позволяют изучать, как работает аккреция (это процесс, когда вещество перетекает с одного объекта на другой), понять, что будет с нашей галактикой через миллионы лет, и даже ответить на вопросы о гравитационных волнах. Когда белый карлик ворует вещество у своего соседа, мы можем изучать взаимодействие материи в экстремальных условиях. Также можно понять, как магнитные поля влияют на движение вещества и что происходит перед коллапсом звезды, который может закончиться вспышкой сверхновой.Кроме того, катаклизмические переменные связаны с одним из самых загадочных феноменов — термоядерными взрывами на поверхности белых карликов. Такие вспышки могут рассказать многое о химическом составе звёзд и механизмах передачи энергии в космосе. К тому же, учёные выяснили, что из четырёх открытых систем две относятся к редкому типу поляров. Это такие системы, где вещество из звезды-компаньона перетекает на белый карлик вдоль силовых линий его магнитного поля.Ещё одна система оказалась немагнитной: в таких случаях вокруг белого карлика образуется полноценный аккреционный диск. Четвёртая же звезда относится к так называемым LARP — поляр с низким темпом аккреции. Эти ребята весьма редки и особенно интересны для учёных. Другие звёздные системы А что, если космос может предложить не только двойные звёзды? И вот вам несколько примеров: Кратные системы.** Это когда звёзд больше двух, например, система Альфа Центавра включает сразу три светила, а Ню Скорпиона — аж целых семь.Контактные двойные системы.** Это такие пары, где звёзды расположены настолько близко, что их внешние оболочки буквально соприкасаются. Получается что-то вроде сиамских близнецов.Симбиотические системы.** Здесь одна из звёзд — красный гигант, а вторая — белый карлик. Тут гигант делится своей массой с более плотным белым карликом.Как астрономы всё это находят? Вернёмся к открытиям команды из КФУ. Почему подобные находки — не просто дело случая? Ответ — в технологиях и упорной работе. Технологии вроде Chandra и Gaia звучат впечатляюще, но за каждой находкой стоят тысячи часов работы. Астрономы исследуют огромные массивы данных, а иногда — буквально по крупицам восстанавливают картину. Сначала группа учёных ознакомилась с данными из огромных каталогов рентгеновских и оптических наблюдений, затем использовались телескопы, которые работали на волнах разной длины — чтобы учесть максимально широкий спектр излучения от звёзд.Дальше исследователи анализировали физические характеристики каждого объекта: например, их интересовало, меняет ли звезда свою яркость, так как это часто указывает на взаимодействие в двойной системе.После отбора кандидатов учёные приступили к наблюдениям на мощных наземных телескопах. Здесь важна точность: нужно было получить оптические спектры, чтобы подтвердить, что перед нами именно катаклизмическая переменная. Что дальше? Катаклизмические переменные — это только начало. Исследователи уверены, что такие объекты найдутся ещё, а новые технологии позволят изучать их с ещё большей точностью. Возможно, однажды мы даже сможем моделировать процессы внутри аккреционных дисков или заглядывать под оболочку белых карликов. Да и вообще это — отличный пример того, как региональный вуз может стать частью глобальной научной экосистемы: учёные сотрудничают с международными обсерваториями, участвуют в крупнейших научных проектах и активно вовлекают студентов.Результаты кстати, опубликованы в журнале Astronomy and Astrophysics — кому интересны научные подробности, милости просим. Ну а для нас, простых смертных, такие открытия — напоминание о том, насколько сложен и красив космос. Ведь это всё — не просто чёрное полотно с огоньками, а сложная, живая система. Такие дела.