Сильні магнітні поля дозволяють білим карликам набирати масу до 2,4 маси Сонця – дослідження індійських вчених

Відкриття Індійського інституту науки

Як повідомляє НВ — Техно: Дослідники Індійського інституту науки виявили, що сильні магнітні поля дозволяють білим карликам набирати масу до 2,4 разів більшої за масу Сонця, що перевищує традиційну межу Чандрасекара в 1,4 маси Сонця. Це відкриття може суттєво вплинути на розуміння еволюції зір та розширення Всесвіту, а також пояснити надзвичайно яскраві вибухи наднових типу Ia.

Еволюція білих карликів

Білі карлики є щільними залишками зір, розміром приблизно як Земля, з масою, порівняною або більшою за масу Сонця. Гранична маса білого карлика без впливу магнітних полів та швидкого обертання становить близько 1,4 маси Сонця, що відома як межа Чандрасекара. Коли білий карлик досягає цієї межі, в його ядрі можуть початися реакції горіння вуглецю, що призводить до вибуху наднової типу Ia.

Дослідники з Індійського інституту науки (IISc) за допомогою комп’ютерного моделювання показали, що білий карлик може досягати маси 2,4 маси Сонця при наявності сильних магнітних полів. Ідея дослідження впливу магнітних полів на межу Чандрасекара виникла у 2011 році, коли професор Банібрат Мукгопадх’яй запропонував цю гіпотезу. Для цього було модифіковано комп’ютерну програму STARS, розроблену Кембриджським університетом, з метою врахування магнітних полів та охолодження білих карликів.

Симуляція охоплювала повний життєвий цикл зорі, починаючи з головної послідовності і закінчуючи білим карликом. У результаті моделювання білий карлик з вуглецю і кисню, початкова маса якого становила 1,02 маси Сонця, утворився із зорі масою 8 мас Сонця. Цей білий карлик поглинав речовину зорі-компаньйона зі швидкістю 1 мільярдна маси Сонця на рік. Магнітне поле посилювалося в міру стиснення білого карлика, що створювало додатковий тиск і дозволяло утримувати більшу масу. В аналогічній моделі без магнітного поля максимальна маса білого карлика становила лише близько 1,4 маси Сонця.

Дослідження також вказує на те, що деякі білі карлики мають несподівано великі розміри відносно маси, що може пояснюватися додатковим тиском магнітного поля. Наднові типу Ia використовуються для вимірювання космічних відстаней і розширення Всесвіту. Деякі наднові типу Ia виявилися яскравішими за очікуване, що може свідчити про масу білого карлика до 2,8 маси Сонця перед вибухом. Проте, варто зазначити, що дослідження базується на комп’ютерних симуляціях і не має підтверджень у вигляді спостережень за надмасивними білими карликами.

Важливим було не просто питання, чи можливий білий карлик із масою понад межу Чандрасекара, а й те, чи може зоря справді еволюціонувати в такий об'єкт.

Зенія Зурайк, дослідниця

Відкриття, зроблене індійськими науковцями, може суттєво змінити наші уявлення про еволюцію зір, оскільки воно ставить під сумнів традиційні моделі, які обмежують масу білих карликів. Подальші дослідження можуть надати більше інформації про механізми, що впливають на ці об'єкти, а також вплинути на методи вимірювання космічних відстаней, зокрема через яскравість наднових типу Ia. З огляду на важливість цих спостережень, відкриття може мати далекосяжні наслідки для астрономії і космології.

Цікаво, що вивченню білих карликів приділяється все більше уваги, адже вони можуть мати різні відтінки, що свідчить про їх унікальні характеристики. Наприклад, нещодавно астрономи зафіксували, як білий карлик світиться в незвичних кольорах, що відкриває нові горизонти в дослідженні зір. Розуміння таких особливостей може допомогти у подальшому вивченні еволюційних процесів у Всесвіті.