Российские астрофизики разработали компьютерную модель, которая позволяет изучать эволюцию двойных звездных систем на поздних стадиях их жизненного цикла. Исследование поможет лучше понять процессы, протекающие в таких системах, а также проверить альтернативные теории гравитации. Исследование скоро будет опубликовано в журнале The Astrophysical Journal, сообщает пресс-служба Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта.
При моделировании внутренней структуры объектов ученые используют концепцию «сплошной среды», когда вещество (твердое, жидкое или газообразное) рассматривается как непрерывная, целостная субстанция. Эту среду исследователи разбивают на множество связанных между собой частиц с определенными физическими параметрами (плотностью, давлением, температурой). Хотя вещество состоит из атомов и молекул, их количество настолько велико, что их взаимодействие в объектах макроскопического размера рассчитать невозможно даже на мощнейших суперкомпьютерах. Поэтому ученые оперируют более крупными частицами, поведение которых статистически подобно поведению атомов и молекул. Чем больше частиц в модели, тем точнее она описывает реальность.
«В нашей модели карликовая звезда на конечной стадии эволюции представлена в виде 1,2 миллиона частиц. Когда у звезды заканчивается топливо, она начинает раздуваться под действием ударных волн. Эволюция одиночной звезды хорошо изучена, но многие звезд входят в состав двойных и кратных систем. Их эволюция подчиняется другим закономерностям», — рассказал Алексей Байгашов, руководитель Астрономического сообщества и младший научный сотрудник лаборатории астрофизики БФУ.
Российские ученые рассмотрели модель, в которой одна из звезд двойной системы уже превратилась в белый карлик (сверхплотное ядро умершей звезды размером с Землю, но гораздо массивнее), а вторая достигла поздней стадии эволюции, значительно увеличившись в размерах. Моделирование начинается с момента, когда расширяющаяся оболочка второй звезды достигает белого карлика. В этот момент начинается процесс «разбрасывания» звездного вещества под действием гравитации белого карлика и оголившегося ядра самой звезды, которое тоже становится белым карликом.
«В этом и кроется главный результат нашей работы. Белый карлик и недавняя звезда изначально были устойчивой двойной системой. Если бы они взаимодействовали только гравитационно, то вечно кружились бы друг вокруг друга. Но оболочка звезды тормозит компоненты системы и искажает траектории их движения. В результате траектории белых карликов сжимаются, и они сближаются — это хорошо видно в нашей модели», — объяснил Алексей Байгашов.
