Белые карлики. Будущее Вселенной

Однако положение вовсе не безнадежно. Гравитационные сигналы спаренных белых карликов можно будет засечь с помощью космической гравитационной обсерватории LISA (Laser Interferometer Space Antenna), которая, как предполагается, может быть запущена где-то около 2034 г. Эти наблюдения позволят получить дополнительную информацию о параметрах системы ZTF J1539+5027 и надежно определить ее расстояние до Солнца. Вытекающие отсюда возможности детально проанализированы в статье Тайсона Литтенберга и Нила Корниша «Перспективы измерения гравитационных волн ZTF J1539+5027» (Prospect for Gravitational Wave Measurement of ZTF J1539+5027), которая 23 августа 2019 г. появилась в The Astrophysical Journal Letters. Поскольку о системе ZTF J1539+5027 сейчас известно очень много, она сможет послужить своего рода опорной базой для наблюдений на интерферометре LISA. Литтенберг и Корниш полагают, что собранные сведения помогут уточнить скорость распространения гравитационных волн. Согласно ОТО, она равна скорости света, однако некоторые теории допускают несовпадение этих скоростей. Выявление таких различий стало бы открытием фундаментальной важности. Напротив, если новые измерения покажут, что обе скорости могут разниться намного меньше, чем допускали результаты прежних наблюдений, фундамент ОТО вновь укрепится.

Двойные системы HM Рака и V407 Vul были открыты благодаря детектированию периодических всплесков рентгеновского излучения, исходящего из этих систем. В обоих случаях оно генерируется из-за аккреции плазмы с одного из карликов на поверхность другого. Система ZTF J1539+5027, напротив, не является рентгеновским источником, что свидетельствует об отсутствии значительной аккреции — по крайней мере, в настоящее время. А далее возможны варианты. Сейчас орбитальный период этой пары каждую секунду уменьшается приблизительно на 2,7 × 10^–11 секунд — это 0,85 миллисекунды за год. Согласно вычислениям, через 130 000 лет он дойдет примерно до пяти минут. Как утверждают авторы упоминавшейся выше статьи в Nature, на этом этапе начнется интенсивный перенос вещества с легкого карлика (имеющего, напомню, больший радиус) на массивный. Дальнейшая судьба этой системы будет зависеть от характера переноса, который однозначно не прогнозируется.

Существование столь тесных пар белых карликов может показаться удивительным, но на самом деле это вполне рядовая ситуация. Они рождаются в результате естественной эволюции двойных систем со сближающимися звездами главной последовательности. Такое сближение происходит в результате повторяющихся обменов вещества, которое перетекает от звезды к звезде через горловины Роша. При подходящих условиях оно приводит к потере двойной системой момента импульса и уменьшению дистанции между членами пары. Как показывают компьютерные симуляции, даже при начальном межзвездном расстоянии в несколько десятков или сотен миллионов километров, оно всего лишь за 10–100 миллионов лет может дойти до нескольких сотен тысяч или максимум миллиона километров. На этой стадии звезды могут превратиться в белые карлики, которые будут сближаться еще быстрее за счет испускания гравитационных волн.

И это отнюдь не только теория. В последние годы в нашей Галактике были обнаружены десятки очень тесных двойных систем с периодами продолжительностью всего лишь в несколько часов. Со временем они превратятся в совсем уж тесные пары белых карликов.

Могут ли белые карлики располагать планетами или даже — чем черт не шутит — планетными системами? До недавнего времени это считалось лишь теоретически возможным. На что указывало наблюдение белых карликов, окруженных газопылевыми дисками, — карликов с такими свитами известно не так много, но они, вне всякого сомнения, существуют. А в таких дисках в принципе могут обретаться и тела макроскопических размеров.

Информация о возможном открытии первого такого тела была обнародована весной 2019 г. Кристофер Мансер и его коллеги обнаружили периодические сдвиги спектральных линий излучения горячего диска, окружающего белый карлик SDSS J122859.93+104032.9, удаленный от Солнца на 400 световых лет. Они интерпретировали их как результат возмущений вещества диска, вносимых движением тела диаметром от 4 до 600 км, которое обращается вокруг карлика на очень малой высоте — от 2 до 200 км[30]. По масштабам Солнечной системы это не планета, а только астероид, но все же не из самых малых.