Астрономы исследовали систему DGL-3 в Малом Магеллановом Облаке, где одна звезда, вероятно, уже стала нейтронной, а вторая потеряла большую часть водородной оболочки и ещё может превратиться в нейтронную звезду. Расчёты показывают: если система переживёт будущий взрыв сверхновой, оба компактных объекта сольются примерно через 220 миллионов лет. Наблюдения позволили изучить редкий промежуточный этап формирования таких пар.
Тесная система с невидимым спутником
Видимая звезда имеет массу около 3,4 массы Солнца, радиус примерно 0,77 солнечного и температуру около 70,7 тысячи градусов Цельсия. Она уже лишилась большей части внешней водородной оболочки, поэтому относится к горячим «обнажённым» звёздным ядрам.
Предыдущие наблюдения показали, что лучевая скорость звезды меняется, хотя второго компонента в её спектре обнаружить не удалось. Чтобы выяснить природу спутника, группа под руководством Бетани Людвиг из Левенского католического университета проанализировала 38 спектров, полученных в 2019–2022 годах на телескопе Вальтера Бааде в чилийской обсерватории Лас-Кампанас.
Оказалось, что звезда обращается вокруг общего центра масс за 4,17 часа. Её яркость при этом меняется примерно на 2,5 процента. По мнению исследователей, невидимый спутник своим притяжением слегка вытягивает звезду, а при движении по орбите меняется площадь её поверхности, обращённая к Земле.
Обычная звезда не подходит на роль компаньона: объект необходимой массы не смог бы разместиться на настолько тесной орбите. Вторую звезду с потерянной водородной оболочкой удалось бы распознать по спектральным линиям, поэтому спутник, вероятно, является компактным объектом. Его наиболее вероятная масса составляет около 1,58 массы Солнца, а вероятность превышения предела массы белого карлика оценивается в 99,4 процента. Это делает нейтронную звезду главным кандидатом, хотя напрямую подтвердить её пока не удалось.
Возможное будущее DGL-3
Согласно компьютерному моделированию, примерно через 1,4 миллиона лет видимая звезда начнёт передавать вещество компаньону. Затем её ядро коллапсирует, вызвав взрыв сверхновой. При заданных параметрах система должна остаться гравитационно связанной, а на месте звезды появится вторая нейтронная звезда.
После этого компоненты будут постепенно сближаться и примерно через 220 миллионов лет сольются, излучая энергию в виде гравитационных волн. Сценарий зависит от особенностей переноса вещества и потери углового момента, однако DGL-3 стала наблюдательным примером этапа эволюции двойных систем, который прежде в основном описывали теоретически. Результаты работы опубликованы на сервере препринтов arXiv.org.
