Одна звезда мигает каждые 38 секунд. Это не случайное мерцание: внутри белого карлика WD 0158−160 идут размеренные колебания, как удары невидимого метронома. По ритму этих ударов и по точному расстоянию до звезды астрономы вычислили её массу и температуру — без единого взгляда на спектр.
Обычно белый карлик взвешивают по линиям поглощения в его свете: как по отпечаткам пальцев определяют, сколько вещества и как сильно оно разогрето. Но линии размываются из-за конвекции, давления и тонких эффектов в атмосфере, и разные модели дают разные ответы. Здесь пошли иным путём: свет звезды не раскладывали на цвета, а слушали её пульс.
Ритм пульсаций зависит от того, как плотность и температура меняются от поверхности к центру. Если знать средний интервал между ударами — 38.1 секунды у этой звезды — можно сузить возможные варианты внутреннего устройства. Но одного ритма мало: несколько разных пар «масса–температура» дают одинаковый шаг. Нужна вторая стрелка.
Этой стрелкой стала яркость. По данным космического телескопа Gaia расстояние до звезды известно с точностью до 0.3%: 68.5 парсека, или 223 световых года. Зная расстояние и видимый блеск, вычисляют, сколько света звезда испускает на самом деле. А эта светимость зависит от площади поверхности — то есть от радиуса, который, в свою очередь, связан с массой и температурой. Две стрелки — ритм и яркость — указывают на одну точку в море параметров.
Когда обе стрелки нанесли на карту моделей, они пересеклись в единственном месте: масса 0.608 массы Солнца, температура поверхности 24 600 кельвинов. Раньше такие оценки зависели от того, как моделируют спектральные линии; теперь появился независимый способ. Его можно применить к десятку других пульсирующих белых карликов и проверить, не врут ли привычные методы.
Метроном внутри звезды продолжает тикать. Теперь у нас есть компас, чтобы по его ритму и блеску находить дорогу к истинным свойствам этих удивительных объектов.
Средний шаг периодов у белого карлика WD 0158−160 составляет 38.1 секунды — примерно столько же длится одно колебание блеска, вызванное гравитационной волной внутри звезды размером с Землю. Масса звезды при этом 0.6 солнечной, то есть вещество сжато до плотности около тонны на кубический сантиметр.