Исследование поддержало прогнозы 35-летней давности

Новое исследование впервые полностью смоделировало работу и включило все факторы, которые управляют этими системами, подтверждая первоначальные прогнозы и раскрывая новые детали. Опубликованное в журнале Nature Astronomy исследование подтверждает, что новые звезды, которые мы наблюдаем, вспыхивая по всей Вселенной, представляют лишь несколько процентов этих переменных, а остальные «прячутся» в спящем режиме.

«Сейчас мы количественно оценили предположение о том, что большинство этих систем находятся в спячке, ожидая пробуждения, и мы еще не определили их», - сказал Майкл Шара, который был ведущим автором оригинального исследования и одним из соавторов новой работы. «Новые звезды, которые мы наблюдаем, являются лишь верхушкой айсберга. Мы ошибались, полагая, что двойные системы и карлики, которые создают новые, находятся везде. Но системы, которые создают новые, встречаются гораздо чаще, чем мы думали».

Катаклизмические двойные системы возникают, когда звезда, подобная нашему Солнцу, - желтый карлик, - поедается белым карликом, мертвой звездой. Белый карлик создает критический слой водорода, который крадет у другого, и этот водород взрывается как гигантская бомба. Этот взрыв производит вспышку света, которая делает звезду белого карлика в 1 миллион раз ярче Солнца в течение периода времени, который может длиться от нескольких дней до нескольких месяцев.

В оригинальной работе Шара предполагалось, что после извержения новая становится «новоподобной», затем новым карликов, а затем, после спячки в виде отдельной двойной, возвращается к карликовой нове, новоподобной и затем новая, повторяя цикл снова и снова, до 100 000 раз за миллиарды лет. «Точно так же, как яйцо, гусеница, куколка и бабочка - все стадии жизни одного и того же организма», - сказал Шара.

Для нового исследования Шара и его коллеги из Университета Ариэля и Тель-Авивского университета создали набор симуляций, чтобы проследить тысячи новых звезд и их влияние на своих спутников-красных карликов. Цель состоит в том, чтобы количественно показать, что эволюция катаклизмических двойных систем носит циклический характер и определяется связью между двумя звездами.

«Просто не было вычислительной мощности, чтобы сделать это 30 лет назад, 20 лет назад или даже 10 лет назад», - сказал Шара.

Они обнаружили, что катаклизмические двойные системы не просто проходят через каждое из четырех состояний - новая, новоподобная, карликовая новая и отдельная двоичная система - всю свою жизнь. Новорожденные двойные системы в течение первых нескольких процентов жизни системы проходят только новое и новоподобное состояния. Затем, в течение следующих 10 процентов их жизней, двойные системы проходят через три состояния: нова, новоподобная и карликовая новая. В течение оставшихся 90 процентов своей жизни они непрерывно циклически проходят через все четыре состояния.

Кроме того, исследование показало, что почти все новые звезды, которые мы наблюдаем сегодня, происходят в начале жизни бинарной системы, а не в конце - со скоростью примерно один раз каждые 10 000 лет, а не раз в несколько миллионов лет.

«Статистически это означает, что системы, которые мы наблюдаем - те, которые постоянно появляются, - это новорожденные», - сказал Шара. «И это всего лишь около 5 процентов от общего числа двойных систем. Подавляющее большинство находится в отдельном состоянии, и мы игнорируем их, потому что они такие слабые и обычные. Мы знаем, что они там. Теперь просто нужно много работать, чтобы найти их и соединить их с новыми».