В конце своего жизненного цикла светила с относительно небольшими массами (до 10-12 солнечных) начинают превращаться в красных гигантов. Ядро, в котором выгорел весь водород, сжимается до больших плотностей, в то время как внешние слои звезды стремительно расширяются. Этот процесс сопровождается интенсивной потерей массы. В конце концов, умирающее светило полностью сбрасывает оболочку, обнажая ядро, в основном состоящее из гелия и более тяжелых элементов. Оно быстро остывает, превращаясь в белого карлика.
Жизненный цикл солнцеподобных звезд. Источник: wikipedia.org
Температура и давление внутри белого карлика слишком низки, чтобы там могли продолжаться термоядерные реакции. Он продолжает излучать за счет остаточного тепла и гравитационного сжатия. Согласно современным космологическим моделям, в далеком будущем белые карлики остынут настолько, что их температура сравняется с температурой космического фонового излучения.
Система Сириуса, одной из компонентов которой является белый карлик (точка в левом нижнем углу). Источник: NASA, ESA, H. Bond (STScI), and M. Barstow (University of Leicester)
Но существует сценарий, при котором белый карлик может, пускай и ненадолго, «воксреснуть». Об этом говорят расчеты, выполненные командой американских астрофизиков. Они провели моделирование последствий поглощения белого карлика черной дырой.
Исследование показало, что в случае сближения белого карлика с черной дырой средней массы (от 1000 до 10 000 солнечных), ее приливные силы сожмут его, подняв температуру и давление до таких значений, что это сделает возможным временное возобновление термоядерных реакций. Они будут продолжаться недолго — по словам исследователей, речь идет о секундах. Тем не менее, даже за такой срок белый карлик успеет синтезировать ряд характерных элементов (например, никель-56), часть из которых будет выброшена в окружающее пространство в ходе его последующего разрушения.
Компьютерная симуляция уничтожения белого карлика черной дырой массой в 1000 солнечных. Источник: College of Charleston
Подобный сценарий возможен лишь при взаимодействии белого карлика и черной дыры средней массы. Приливной радиус черной дыры звездной массы слишком мал, чтобы во время поглощения внутри белого карлика успели запуститься термоядерные реакции. Что касается огромных сверхмассивных черных дыр, то белый карлик успеет уйти за горизонт событий и процесс не удастся увидеть.
Черные дыры средней массы являются одними из самых трудно обнаружимых космических объектов. На данный момент астрономам удалось подтвердить существование лишь нескольких подобных тел. Если описанный сценарий временного «воскрешения» белых карликов верен, то астрономы могут использовать следы подобных событий для оценки степени распространения черных дыр средней массы во Вселенной.
По материалам: https://astronomynow.com
