Компьютерное моделирование показало, что некоторые белые карлики – плотные остатки погасших звёзд – могут накапливать массу, значительно превышающую общепринятый в физике предел. Согласно исследованию индийских учёных, мощные внутренние магнитные поля помогают этим объектам противостоять гравитационному коллапсу.
Белые карлики – это ядра звёзд, которые исчерпали термоядерное топливо и сбросили внешние оболочки. Их масса сравнима с солнечной, но сжата до размеров Земли. Для белых карликов, у которых нет сильного магнитного поля или быстрого вращения, существует верхняя граница массы – около 1,4 массы Солнца. Этот порог, известный как предел Чандрасекара, играет ключевую роль в понимании того, как некоторые звёзды заканчивают свою жизнь.
Когда белый карлик, состоящий в основном из углерода и кислорода, приближается к этому пределу, растущие давление и плотность в его ядре могут запустить термоядерный синтез углерода, что приводит к мощному взрыву – сверхновой типа Ia. Такие сверхновые служат астрономам «стандартными свечами» для измерения космических расстояний.
Новое моделирование, которое провели исследователи из Индийского научного института (IISc), показывает, что этот предел не универсален. В одной из симуляций белый карлик с мощным магнитным полем достиг массы примерно в 2,4 раза больше солнечной. Учёным удалось смоделировать весь эволюционный путь: от обычной звезды до белого карлика, который затем перетягивает вещество у звезды-компаньона в двойной системе.
Модель показала, что по мере того, как белый карлик набирает массу, он сжимается под действием собственной гравитации. Это сжатие усиливает его внутреннее магнитное поле, которое создаёт дополнительное давление, противодействующее гравитации. Благодаря этой магнитной поддержке звезда может удержать больше массы, чем позволяет классическая теория.
Результаты могут объяснить существование сверхъярких сверхновых типа Ia. Астрономы ранее наблюдали взрывы, которые предполагали, что масса взорвавшейся звезды могла достигать 2,8 солнечной. Новая работа впервые предлагает реалистичный механизм формирования таких массивных объектов. Кроме того, магнитное давление может объяснить, почему некоторые изученные белые карлики имеют неожиданно большой радиус для своей массы.
Это открытие может повлиять на космологию. Если масса белых карликов перед взрывом сильно различается из-за магнитных полей, то и яркость сверхновых типа Ia не так универсальна, как считалось. Это может потребовать уточнения методов, которыми измеряют космические расстояния и темпы расширения Вселенной. Хотя выводы основаны на моделировании, а не на прямых наблюдениях, они предлагают жизнеспособный механизм, объясняющий ряд астрономических загадок.
