Художник изобразил белый карлик рядом с Луной, чтобы показать, что он ненамного превосходит её по размеру, имея при этом массу в 1,35 раз больше, чем у Солнца

Астрономы нашли самый маленький и массивный белый карлик из всех, что они когда-либо видели. Открытие сделано при помощи сети телескопов – одного из Паломарской обсерватории в Калифорнии и двух с Гавайев. Мёртвая звезда, сформированная слиянием двух менее массивных карликов, получилась очень плотной – она размером чуть больше Луны (4300 км в диаметре), при этом её масса больше, чем у Солнца. Работа с описанием открытия объекта, получившего название ZTF J1901+1458, опубликована в журнале Nature.

По словам Иларии Кайаццо, специалиста по теоретической астрофизике из Калтеха, и ведущего автора работы, многим может показаться контринтуитивным, но у белых карликов есть такая закономерность – чем они меньше, тем тяжелее. У них в ядре не идёт ядерный синтез, который в обычных звёздах балансирует сжимающую материю гравитацию, поэтому их размер регулируется законами квантовой механики.

Белые карлики образуются из звёзд, в которых весь водород уже превратился в гелий, а тот в свою очередь в углерод и кислород, но их массы оказалось недостаточно для дальнейших термоядерных реакций с углеродом. Тогда оболочка звезды сбрасывается, становясь туманностью, а ядро из углерода и кислорода становится белым карликом, который светится только благодаря своей тепловой энергии.

Белые карлики образуются из небольших звёзд, массой не более восьми солнечных. Наше Солнце тоже сначала раздуется до красного гиганта, примерно через 5 млрд лет, а потом сбросит оболочку и сожмётся до компактного белого карлика. Такая судьба ожидает около 97% звёзд.

Многие звёзды рождаются в двойных системах, и если обе звезды оказываются не очень массивными, обе они превращаются в белых карликов. После этого может произойти как раз то, что показало новое открытие. Эти карлики теряют энергию, излучая гравитационные волны, и сливаются в один. Если их общая масса превысит определённый предел, произойдёт взрыв сверхновой типа Ia, после которой останется нейтронная звезда. В противном случае получится массивный белый карлик – такой, как недавно открытый ZTF J1901+1458.

Мощность его магнитного поля в миллиард раз сильнее, чем у Солнца, а вращается он с огромной скоростью, совершая один оборот за семь минут. По словам Кайаццо, этот объект подходит к пороговому значению массы для белых карликов. Более того, существует теория, что такой массивный белый карлик может в итоге превратиться в нейтронную звезду.

В ядре такого плотного объекта протоны захватывают электроны, превращаясь в нейтроны. Поскольку именно давление электронов не даёт звезде схлопнуться, после связывания определённого их количества может наступить коллапс.

Возможно, именно таким образом появляется значительная часть нейтронных звёзд. То, что новый объект нашли так близко (всего в 130 световых годах) и он такой молодой (не более 100 млн лет), может свидетельствовать о том, что подобных объектов в нашей Галактике довольно много.