Ученые зарисовали состаренную систему звезд, используя столетние наблюдения

Астрономы нарисовали свою лучшую картину переменной RV Тельца — редкий тип звездных бинарных систем, где две звезды, и одна из них подходит к концу своей жизни, движутся по орбите в пределах распростертого диска пыли. Их 130-летний набор данных охватывает широкий диапазон света, собранный до сих пор для одной из этих систем, от радио до рентгеновского.

Об этом рассказывают в НАСА.

«В галактике Млечный Путь известно лишь около 300 переменных RV Тельца», - говорит Лаура Вега, которая недавно получила докторскую степень в Университете Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси. «Мы сосредоточили свое исследование на второй по яркости, под названием U Monocerotis, которая сейчас является первой из этих систем, из которой были обнаружены рентгеновские лучи».

Статья с описанием результатов исследования, возглавляемая Вегой, была опубликована в "The Astrophysical Journal".

Система, кратко U Mon, находится примерно на расстоянии 3600 световых лет от нас в созвездии Единорога (Monocerotis). Ее две звезды кружат друг вокруг друга примерно каждые шесть с половиной лет на орбите с наклонением около 75 градусов к нашей точке зрения.

Основная звезда, престарелый желтый сверхгигант, имеет примерно вдвое большую массу от Солнца, но раздулась до 100 раз больше размера Солнца. "Перетягивание каната" между давлением и температурой в ее атмосфере заставляет ее регулярно расширяться и сжиматься, и эти пульсации создают предполагаемые изменения яркости с чередующимися глубокими и мелкими провалами в освещенности — отличительная черта систем RV Тельца. Ученые меньше знают о звезде-компаньоне, но считают, что она имеет подобную массу и гораздо моложе основной.

Прохладный диск вокруг обеих звезд состоит из газа и пыли, выбрасываемых основной звездой по мере ее эволюции. Используя радионаблюдения от Субмелитрового массива на острове Маунакеа, Гавайи, команда Веги подсчитала, что размер диска поперек превышает 82 миллиарда километров. Орбиты бинаров внутри центрального промежутка, по мнению ученых, сравнимы с расстоянием между двумя звездами при их максимальном отделении, когда они находятся на расстоянии примерно 840 миллионов километров друг от друга.

Эта инфографика показывает компоненты U Mon в масштабе

Когда звезды находятся наиболее дальше друг от друга, они почти совпадают с нашей линией зрения. Диск частично затмевает основную звезду и создает еще одну предполагаемую флуктуацию света системы. Вега и его коллеги считают, что это происходит когда одна или обе звезды взаимодействуют с внутренним краем диска, отводя потоки газа и пыли. Они предполагают, что звезда-компаньон переливает газ на собственный диск, который нагревается и генерирует отток газа с рентгеновским излучением. Эта модель может объяснить рентгеновские лучи, обнаруженные в 2016 году спутником Европейского космического агентства XMM-Newton.

«Наблюдение XMM делают U Mon первой переменной RV Тельца, обнаруженной в рентгеновских лучах», - говорит Ким Уивер, ученый из проекта XMM в США и астрофизик Центра космических полетов НАСА им. Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. «Увлекательно видеть, как наземные и космические измерения во многих длинах волн объединяются для того, чтобы дать нам новые представления о системе, которая уже давно изучается».

К своему анализу U Mon команда Веги также включила 130 лет наблюдений видимого света.

Самые старые доступные измерения системы, собранные 25 декабря 1888 года, получены из архивов Американской ассоциации наблюдателей за переменными звездами (AAVSO) — международной сети астрономов-любителей и профессионалов со штаб-квартирой в Кембридже, штат Массачусетс. AAVSO предоставила дополнительные исторические измерения, начиная с середины 1940-х годов и до сих пор.

Исследователи также использовали архивные изображения, каталогизированные программой "Гарвардский цифровой доступ к столетию неба" (DASCH) в обсерватории Гарвардского колледжа в Кембридже, посвященную оцифровке астрономических изображений из стеклянных фотопластинок, сделанных наземными телескопами между 1880-ми и 1990-ми годами.

Свет U Mon меняется как из-за того, что основная звезда пульсирует, так и из-за того, что диск частично затемняет ее каждые 6,5 лет или около того. Объединенные данные AAVSO и DASCH позволили Веге и ее коллегам заметить еще более длинный цикл, когда яркость системы растет и падает примерно каждые 60 лет. Они считают, что искривление или комок в диске, расположенный примерно так же далеко от бинара, как Нептун от Солнца, вызывает эту дополнительную вариацию, по мере того, как она движется по орбите.

Вега завершила свой анализ системы U Mon как участница постдокторантськой стипендии НАСА им. Гарриетт Дж. Дженкинс — программа, финансируемая научно-исследовательским и образовательным проектом Университета меньшинств НАСА.

«Для своей докторской диссертации Лора использовала этот исторический набор данных, чтобы выявить и характеристику, которая в противном случае появлялась бы только один раз в карьере астронома», - сказал соавтор исследования Родольфо Монтез-младший, астрофизик Гарвард-Смитсоновского Центра астрофизики, также в Кембридже. «Это свидетельство того, как наши знания о Вселенной выстраиваются со временем».

Соавтор Кейван Стассун, эксперт по формированию звезд и докторский советник Веги в Вандербильте, отмечает, что эта эволюционировавшая система имеет много черт и особенностей поведения, общих с новообразованными бинарами. В обоих случаях они встроены в диски с газом и пылью, извлекают материал из этих дисков и производят отток газа. И в обоих случаях в дисках могут образовываться искривления или комки. У молодых бинаров это может означать начало образования планеты.

«У нас все еще есть вопросы об особенностях на диске U Mon, на которые могут ответить будущие радионаблюдения», - говорит Стассун. «Но в остальном есть много одинаковых черт. Захватывает то, насколько те два этапа жизни бинаров отражают друг друга».

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

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.