Астрофизики выяснили, что определяет поведение звезд при образовании ярких красных новых

Яркие красные новые — одни из самых мощных взрывных явлений во Вселенной, однако их природа долгое время оставалась не до конца ясной. Считается, что они возникают при нестабильном взаимодействии двойных звезд, когда одна из них расширяется и захватывает компаньона в общую оболочку. Этот процесс может закончиться либо слиянием звезд, либо выбросом оболочки и образованием тесной двойной системы.

В новом исследовании, опубликованном на сервере препринтов arXiv, ученые представили серию трехмерных гидродинамических симуляций, в которых моделировалось взаимодействие звезд-доноров с компаньонами различной массы. Особое внимание уделили звездам, находящимся на промежуточной стадии эволюции — так называемым слегка проэволюционировавшим донорам.

Оказалось, что ключевым фактором, определяющим ход эволюции системы, является центральная концентрация вещества в доноре. Этот параметр отражает, насколько плотное ядро звезды по сравнению со средней плотностью всей звезды. Моделирование показало, что доноры с одинаковым значением центральной концентрации ведут себя схожим образом, несмотря на различия в массе и радиусе.

Системы с относительно низкой центральной концентрацией проходят быстрый этап сближения звезд, при котором орбитальная энергия выделяется локально и приводит к интенсивному выбросу оболочки. В противоположность этому, доноры с высокой концентрацией развиваются иначе: после быстрого погружения наступает продолжительная фаза расширения, когда ударные волны и крупномасштабные движения перераспределяют энергию по всей звезде.

В этом режиме сама оболочка начинает играть важную роль, поддерживая потерю массы еще долго после того, как быстрое сближение замедлилось. Такое поведение бросает вызов существующим полуаналитическим моделям, которые предполагают практически мгновенный выброс оболочки.

Авторы работы полагают, что разнообразие наблюдаемых ярких красных новых может быть связано не только с общей массой выброшенного вещества, но и с временной структурой потока. Дальнейшие исследования с учетом более реалистичных начальных условий помогут уточнить сценарии эволюции двойных систем.