Наблюдения астрономов показали, что температура некоторых старых белых карликов превышает прогнозируемые значения: причиной является протекание термоядерных реакций в остатках водородной оболочки.
Звёзды, подобные Солнцу и не слишком массивные, подходят к концу своего жизненного цикла, когда у них заканчиваются запасы водорода, необходимого для термоядерных реакций. В этом случае они теряют способность удерживать себя от гравитационного сжатия, начинают коллапсировать, сбрасывают внешние слои и трансформируются в белых карликов. Масса белых карликов не превышает солнечная светимость сохраняется, однако температура остается очень высокой. Несмотря на прекращение термоядерных процессов, такие звезды способны остывать на протяжении миллиардов лет.
В принципе, зная температуру белого карлика и скорость его остывания, можно приблизительно установить его возраст. Однако исследователи из Болонского университета в Италии продемонстрировали, что подобные вычисления не всегда точны, поскольку некоторые белые карлики могут сохранять высокую температуру в течение длительного времени благодаря термоядерным процессам, протекающим в слое водорода. О результатах этой работы ученые сообщают в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Франческо Ферраро и его соавторы изучили белые карлики, входящие в состав массивных шаровых скоплений М 3 и М 13. Эти звезды характеризуются схожестью в содержании элементов тяжелее водорода и гелия, а также близким возрастом, хотя в скоплении М 13 они в среднем имеют более высокую температуру. Для проведения новых наблюдений за белыми карликами в скоплениях М 3 и М 13 в ближнем ультрафиолетовом диапазоне и их последующего сравнения астрономы применили космический телескоп Hubble.
Проведенные исследования продемонстрировали, что в отличие от более холодных карликов в шаровом скоплении М 3, некоторые звезды в М 13 сохранили свои водородные оболочки. В этих оболочках могут протекать замедленные термоядерные реакции, которые поддерживают их температуру. Компьютерное моделирование показало, что благодаря этим процессам около 70 процентов белых карликов в М 13 остывают с меньшей скоростью, чем предполагалось ранее. Таким образом, их температура не имеет столь однозначной зависимости от возраста, как считается.
Представленные результаты, вероятно, повлекут за собой корректировку некоторых представлений о возрасте звёзд, составляющих нашу Галактику. В то же время, группа под руководством Ферраро намерена провести дополнительные исследования белых карликов, чтобы установить причины сохранения водородных оболочек у одних из них и их отсутствия у других.