Белые карлики — мертвые звезды, которые больше не излучают свет и тепло. Они постепенно остывают, но это занимает очень много времени — триллионы лет. За это время они могут пройти еще один этап эволюции — кристаллизацию. Это значит, что атомы внутри белого карлика перестраиваются в регулярную решетку, как в кристалле. При этом высвобождается дополнительное тепло, которое замедляет охлаждение белого карлика.
Такой процесс был предсказан теоретически еще в 1960-х годах, но наблюдать его было очень сложно. Ведь белые карлики — очень слабые источники света, которые теряются на фоне других звезд. Но недавно астрономам удалось обнаружить один такой объект с помощью космического аппарата Gaia.
Gaia — спутник Европейского космического агентства (ESA), который запущен в 2013 году. Его задача — сделать самую подробную карту нашей Галактики. Для этого он измеряет положение, расстояние, движение и другие характеристики более двух миллиардов звезд в Млечном Пути. Эти данные помогают ученым лучше понять структуру, историю и будущее нашей Галактики, а также найти новые интересные объекты.
Один из таких объектов — белый карлик с длинным названием Gaia DR3 4352190974364184576. Он находится всего в 1564 световых годах от нас — очень близко по космическим меркам. Для сравнения, ближайшая звезда к Солнцу — Проксима Центавра — находится на расстоянии 4.2 световых года от нас.
Этот белый карлик имеет спутника — яркую звезду типа G (похожую на Солнце). Они вращаются вокруг общего центра масс по орбите с периодом 185.6 дней. Это самая длинная орбита среди всех известных систем с белыми карликами. Большинство из них имеют периоды менее одного дня.
Из данных Gaia ученые рассчитали массу белого карлика и его спутника. Оказалось, что белый карлик в 9.6 раз тяжелее Солнца, а его спутник — в 1.1 раза легче Солнца. Это значит, что белый карлик образовался из звезды, которая была не очень массивной. А его спутник — из звезды, которая была еще менее массивной и не могла стать черной дырой.
Но самое интересное — температура белого карлика. Она составляет 11 000 градусов Кельвина. Это очень высокая температура для такого объекта. По расчетам ученых, он должен был остыть до *8000 градусов Кельвина, если бы он был однородным и не кристаллизовался. Но он не однородный и кристаллизуется. Это значит, что он выделяет дополнительное тепло, которое поддерживает его температуру на более высоком уровне.
Ученые оценили, что около 50 процентов массы белого карлика уже превратилось в кристалл. Это означает, что он находится на пути к становлению черным карликом — объектом, который еще никто не видел. Черный карлик — полностью остывший белый карлик, который не излучает никакого света и тепла. Он становится невидимым на фоне других звезд и может существовать вечно.
Это первый случай, когда мы обнаружили черную дыру с помощью астрометрии. Это очень важно, потому что это открывает новый способ поиска черных дыр в нашей Галактике
— Ханс-Вальтер Рикс, директор Макс-Планковского института астрономии в Германии и один из соавторов исследования.
Астрометрия — раздел астрономии, который изучает положение, движение и расстояние до звезд и других небесных тел. Астрометрия позволяет определить орбитальные параметры системы: период, форму, размер и угол наклона орбиты.
До этого белые карлики в процессе кристаллизации находили по другим признакам. Например, по изменению яркости или цвета звезды в зависимости от ее температуры. Но эти методы имеют свои ограничения. Они требуют длительных наблюдений и точных измерений. А астрометрия позволяет обнаружить такие объекты быстрее и проще.
Это открывает новые возможности для поиска и изучения белых и черных карликов в нашей Галактике. Ведь эти объекты — свидетели древней истории звездообразования и эволюции звезд.
