Ученые нашли редчайшую звездную пару, которая неизбежно столкнется и превратится в сверхновую типа Ia. Эта бинарная система, по космическим меркам, находится «по соседству» с нашей звездой. В результате ночное небо озарит гигантская вспышка, в 10 раз ярче Луны, правда, не скоро. Открытие астрономов не только подтвердит давнюю гипотезу, объясняющую появление сверхновых, но и даст ключ к точным измерениям Вселенной.
Сверхновые типа Ia — результат термоядерного взрыва белого карлика, маленькой звезды размером с Землю, но весьма массивной и плотной. Особенность сверхновых этого типа в том, что все они имеют почти одинаковую яркость. Некоторые астрономы называют их «стандартными свечами» — как лампочки с известной мощностью. Если такая «лампочка» вспыхнет в далекой галактике, по ее яркости можно точно вычислить расстояние до объекта. Именно так в 1998 году открыли ускоренное расширение Вселенной. За это открытие трио американских астрофизиков (Сол Перлмуттер, Брайан Шмидт и Адам Рисс) получило Нобелевскую премию по физике в 2011-м.
Но тут возникла проблема. Согласно одной из гипотез, большинство сверхновых Ia возникают в системах, состоящих из двух белых карликов. Когда один белый карлик начинает сближаться с соседом и «перетягивать» вещество с более легкого компаньона, он набирает критическую массу и уже не может противостоять собственной гравитации.
В результате объекты сливаются, а их суммарная масса может превысить предел Чандрасекара (примерно 1,4 массы Солнца). Это вызывает резкое повышение температуры и давления в ядре объекта, что запускает цепную термоядерную реакцию. Происходит термоядерный взрыв, который полностью разрушает пару, этот процесс и называют сверхновой типа Ia.
Однако до сих пор астрономы не находили таких пар в непосредственной близости от Солнца, за которыми было бы удобнее наблюдать. Это вызывало сомнения: может, взрываются одиночные карлики, сталкивающиеся с обычными звездами? Или механизм совсем другой? Без реальных примеров все расчеты висели на зыбкой теоретической основе.
Международная команда астрономов под руководством Джеймса Мандея (James Munday) из Уорикского университета (Великобритания) обнаружила первый в истории «живой» пример такого рода системы недалеко от нашей звезды, где два белых карлика неизбежно превратятся в сверхновую типа Ia. Система WDJ181058.67+311940.94 расположена в нашей Галактике, всего в 150 световых годах от Солнца — по космическим меркам это «по соседству». Открытие сделали с помощью крупнейших наземных оптических телескопов.
Два белых карлика вращаются вокруг общего центра масс на расстоянии в 60 раз меньше, чем дистанция между Землей и Солнцем. Сейчас их орбитальный танец длится 14 часов, но гравитационные волны постепенно сближают их. Через 23 миллиарда лет звезды будут совершать полный оборот всего за 30-40 секунд. В этот момент масса одного карлика достигнет критического значения, и случится взрыв, по мнению ученых, всего за четыре секунды.
Общая масса пары составляет 1,56 солнечной — рекордный показатель для подобных систем. По словам авторов исследования, этого достаточно, чтобы взрыв стал неизбежным.
Согласно компьютерным моделям, взрыв будет необычным. Сначала поверхность более массивного карлика детонирует в точке накопления вещества. Это спровоцирует взрыв в ядре, который выбросит материю во все стороны. Ударная волна достигнет второго карлика, вызвав еще два взрыва. В результате система полностью разрушится, высвободив энергию, в 10²⁷ раз превышающую мощность самой мощной ядерной бомбы.
Несмотря на близость к Земле, угрозы для нашей планеты нет. К моменту взрыва Солнце давно погаснет, а Млечный Путь может столкнуться с галактикой Андромеды. Но для будущих цивилизаций (если они появятся в Млечном Пути) сверхновая станет зрелищем: ее свет на небе затмит Луну в 10 раз, а Юпитер — в 200 000 раз.
Открытие команды Мандея подтвердило гипотезу, что двойные белые карлики — главные «поставщики» сверхновых типа Ia. Подобные бинарные системы, вероятно, достаточно распространены в нашей Галактике. Вполне возможно, что их много рядом с Солнцем.