Эволюция катаклизмических двойных систем носит цикличный характер — в течение своей жизни они постоянно переходят из состояния двойной системы в состояние новы, новаподобной звезды и карликовой новы. Затем цикл повторяется, выяснили ученые из Американского музея естественной истории, работа которых опубликована в журнале Nature Astronomy.
Катаклизмические двойные системы состоят из звезды, подобной Солнцу, — красного карлика, — и мертвого белого карлика, который постепенно высасывает энергию и материю из своего компаньона.
В процессе кражи белый карлик формирует критическую массу водорода, которая в определенный момент взрывается подобно сверхмощной водородной бомбе. Эти взрывы подсвечивают систему и временно делают белый карлик в миллион раз ярче Солнца.
В новом исследовании астрономы составили математическую модель, которая позволила проследить за фазами, которые проходят катастрофические двойные системы в процессе эволюции. Моделирование должно было показать, какие этапы красный карлик проходит под влиянием своего компаньона.
Ученые обнаружили, что катаклизмические двоичные файлы не просто чередуют через каждое из четырех состояний — нова, новоподобная, карликовая нова и отдельная двоичная система — в течение всей своей жизни. Только что сформированные двоичные файлы в течение первых нескольких миллионов лет жизни чередуют только состояния новой и новоподобной. Затем, в течение следующих 10% жизней, количество фаз увеличивается до трех — нова, новоподобная и карликовая нова. В течение оставшихся почти 90% жизни они непрерывно циклически проходят через все четыре состояния.
«Статистически это означает, что системы, которые мы наблюдаем — это новорожденные системы. И это менее около 5% от общего числа двоичных систем. Подавляющее большинство находятся на следующих, менее заметных для телескопов этапах развития — поэтому наука игнорирует их»
Майкл Шара, ведущий автор исследования
Ранее астрономы отследили процесс эволюции миллисекундного пульсара SAX J1808.4–3658.