Белые карлики, которые движутся быстрее, чем позволяет гравитация Млечного Пути, долгое время оставались загадкой. Новое исследование, опубликованное в Nature Astronomy, раскрыло их возможное происхождение: столкновения и взрывы двойных звёздных систем.
Белый карлик — это плотное и горячее ядро звезды, по размеру сопоставимое с Землёй, которое остаётся после того, как звезда исчерпывает своё топливо. Обычно такие объекты спокойны, но некоторые из них становятся "гиперскоростными" и разлетаются по галактике со скоростями свыше 2000 км/с. Это почти в четыре раза быстрее, чем нужно, чтобы покинуть Млечный Путь.
Международная команда под руководством Хилы Гланц из Техниона смоделировала в 3D столкновение двух редких белых карликов — гелиево—углеродно—кислородных (HeCO). В процессе более мелкий объект сталкивался с крупным, что вызывало цепь взрывов: сначала во внешней оболочке, затем в ядре звезды.
Крупный белый карлик превращался в сверхновую типа Ia, а меньший отбрасывался в космос с гигантской скоростью. Именно так формируются "звёзды—беглецы".
"Мы впервые наблюдаем чистый путь, по которому остатки слияния белых карликов могут быть запущены на сверхвысокой скорости", — сказала Гланц.
Сверхновые типа Ia играют ключевую роль в астрономии: они служат "стандартными свечами" для измерения расстояний во Вселенной. Новое исследование объясняет, почему часть таких вспышек оказывается менее яркой, чем ожидалось, и даёт новый взгляд на разнообразие этих космических взрывов.
"Результаты помогают не только понять природу гиперскоростных звёзд, но и открывают новые типы сверхновых", — сказал профессора Хагай Перец.
Это первое исследование, где слияние HeCO—белых карликов рассмотрено в трёхмерном моделировании. Ранее астрономы не могли объяснить аномальные скорости, температуру и светимость некоторых наблюдаемых звёзд, таких как J0546 и J0927. Теперь эти данные удаётся сопоставить с теорией.
Работа имеет значение для новых астрономических обзоров, которые фиксируют кратковременные явления — транзитные объекты. Она открывает возможности для изучения слабых и необычных сверхновых и помогает понять, как формировались элементы в галактиках и как расширяется Вселенная.