Вчені замалювали зістарену систему зірок, використовуючи століття спостережень

Астрономи намалювали свою найкращу картину змінної RV Тельця — рідкісний тип зоряних бінарних систем, де дві зірки, і одна з них наближається до кінця свого життя, рухаються по орбіті в межах розпростертого диску пилу. Їхній 130-річний набір даних охоплює найширший діапазон світла, зібраний досі для однієї з цих систем, від радіо до рентгенівського.

Про це розповідають в НАСА.

“У галактиці Чумацький Шлях відомо лише близько 300 змінних RV Тельця”, - каже Лаура Вега, яка нещодавно отримала докторську ступінь в Університеті Вандербільта в Нешвіллі, штат Теннессі. “Ми зосередили своє дослідження на другій за яскравістю, під назвою U Monocerotis, що наразі є першою з цих систем, з якої були виявлені рентгенівські промені”.

Стаття з описом результатів дослідження, очолювана Вегою, була опублікована в “The Astrophysical Journal”.

Новини за подібною темою:

		Астрономи відкрили бінарну систему з білим карликом до-низької маси
		Коли наднова - невдала: рідкісна бінарна зоря має на диво круглу орбіту
		Без додаткових даних, походження чорної діри може бути “закручене” у будь-який напрямок

Система, яку коротко називають U Mon, знаходиться приблизно за 3600 світлових років у сузір’ї Єдинорога (Monocerotis). Її дві зірки кружляють одна навколо іншої приблизно кожні шість з половиною років на орбіті з нахилом близько 75 градусів від нашої точки зору.

Основна зірка, престарілий жовтий надгігант, має приблизно вдвічі більшу масу від Сонця, але роздулася до 100 разів більше розміру Сонця. “Перетягування канату” між тиском і температурою в її атмосфері змушує її регулярно розширюватися і стискатися, і ці пульсації створюють передбачувані зміни яскравості з такими, що чергуються, глибокими і дрібними провалами в освітленні — відмінна риса систем RV Тельця. Вчені менше знають про зірку-компаньйона, але вважають, що вона має подібну масу і набагато молодша за основну.

Прохолодний диск навколо обох зірок складається з газу та пилу, що викидаються основною зіркою у міру її еволюції. Використовуючи радіоспостереження із Субмелітрового масиву на острові Маунакеа, Гаваї, команда Веги підрахувала, що упоперек розмір диску перевищує 82 мільярди кілометрів. Орбіти бінарів всередині центрального проміжку, на думку вчених, порівнянні з відстанню між двома зірками при їх максимальному відокремленні, коли вони знаходяться на відстані приблизно 840 мільйонів кілометрів одна від одної.

Ця інфографіка показує компоненти U Mon у масштабі

Коли зірки знаходяться найдальше одна від одної, вони майже співпадають з нашою лінією зору. Диск частково затьмарює основну зірку і створює ще одну передбачувану флуктуацію світла системи. Вега та її колеги вважають, що це відбувається коли одна або обидві зірки взаємодіють із внутрішнім краєм диска, відводячи потоки газу та пилу. Вони припускають, що зірка-компаньйон переливає газ на власний диск, який нагрівається і генерує відтік газу з рентгенівським випромінюванням. Ця модель може пояснити рентгенівські промені, виявлені в 2016 році супутником Європейського космічного агентства XMM-Newton.

“Спостереження XMM роблять U Mon першою змінною RV Тельця, виявленою в рентгенівських променях”, - каже Кім Вівер, вчений з проекту XMM в США та астрофізик Центру космічних польотів НАСА ім. Годдарда в Грінбелті, штат Меріленд. “Захопливо бачити, як наземні та космічні вимірювання у багатьох довжинах хвиль поєднуються для того, щоб надати нам нові уявлення про систему, яка вже давно вивчається”.

До свого аналізу U Mon команда Веги також включила 130 років спостережень видимого світла.

Найдавніші доступні вимірювання системи, зібрані 25 грудня 1888 року, отримані з архівів Американської асоціації спостерігачів за змінними зірками (AAVSO) — міжнародної мережі астрономів-любителів та професіоналів зі штаб-квартирою в Кембриджі, штат Массачусетс. AAVSO надала додаткові історичні вимірювання, починаючи з середини 1940-х років і до сьогодні.

Дослідники також використовували архівні зображення, каталогізовані програмою “Гарвардський цифровий доступ до століття неба” (DASCH) в обсерваторії Гарвардського коледжу в Кембриджі, присвячену оцифровці астрономічних зображень зі скляних фотопластин, зроблених наземними телескопами між 1880-ми і 1990-ми роками.

Світло U Mon змінюється як через те, що основна зірка пульсує, так і через те, що диск частково затемнює її кожні 6,5 років або близько того. Поєднані дані AAVSO та DASCH дозволили Везі та її колегам помітити ще довший цикл, коли яскравість системи зростає та падає приблизно кожні 60 років. Вони вважають, що викривлення або грудка в диску, розташована приблизно так само далеко від бінару, як Нептун від Сонця, викликає цю додаткову варіацію, у міру того, як вона рухається по орбіті.

Вега завершила свій аналіз системи U Mon як учасниця постдокторантської стипендії НАСА ім. Гаррієтт Дж. Дженкінс — програма, що фінансується науково-дослідним та освітнім проектом Університету меншин НАСА.

“Для своєї докторської дисертації Лора використовувала цей історичний набір даних, щоб виявити характеристику, яка в іншому випадку з'являлася б лише один раз у кар'єрі астронома”, - сказав співавтор дослідження Родольфо Монтез-молодший, астрофізик Гарвард-Смітсонівського Центру астрофізики, також у Кембриджі. “Це свідчення того, як наші знання про Всесвіт вибудовуються з часом”.

Співавтор Кейван Стассун, експерт із формування зірок і докторський радник Веги у Вандербільті, зазначає, що ця система, що еволюціонувала, має багато рис та особливостей поведінки, спільних із новоутвореними бінарами. В обох випадках вони вбудовані в диски з газом і пилом, витягують матеріал з цих дисків і виробляють відтік газу. І в обох випадках в дисках можуть утворюватися викривлення або грудки. У молодих бінарів це може означати початок утворення планети.

“У нас все ще є запитання щодо особливості на диску U Mon, на які можуть відповісти майбутні радіоспостереження”, - каже Стассун. “Але в іншому є багато однакових характеристик. Захоплює те, наскільки ті два етапи життя бінарів відзеркалюють один одного”.

Фото/Відео: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR)

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• бінарна система