Астрономы, использующие телескопы Gemini North и Keck II, заглянули в двойную звездную систему с применением насилия, чтобы обнаружить, что одна из взаимодействующих звезд потеряла настолько много для своего партнера, что превратилась в странное инертное тело, не похожее на известный тип звезды.
Неспособная выдержать ядерный синтез в своем ядре и обреченная на орбиту со своим гораздо более энергичным партнером из белых карликов в течение миллионов лет, мертвая звезда по сути является новым, неопределенным типом звездного объекта.
«Как и в классической линии о потерпевшем партнере в романтических отношениях, меньшая звезда-донор дала и дала, и дала, и дала еще, пока ей нечего было дать», - говорит Стив Б. Хауэлл, астроном из Висконсин-Индиана-Йельского университета. -NOAO (WIYN) телескоп и Национальная оптическая астрономическая обсерватория, Tucson, AZ. «Теперь звезда-донор зашла в тупик - она слишком массивна, чтобы считаться супер-планетой, ее состав не соответствует известным коричневым карликам, и она слишком мала по массе, чтобы быть звездой. Там нет истинной категории для объекта в таком подвешенном состоянии.
Бинарная система, известная как EF Eridanus (сокращенно EF Eri), расположена в 300 световых годах от Земли в созвездии Eridanus. EF Eri состоит из слабой белой карликовой звезды с массой около 60 процентов Солнца и донорного объекта неизвестного типа, который, по оценкам, составляет всего 1/20 солнечной массы.
Хауэлл и Томас Э. Харрисон из Университета штата Нью-Мексико провели высокоточные инфракрасные измерения бинарной звездной системы, используя спектрографические возможности ближнего инфракрасного тепловизора (NIRI) на телескопе Gemini North и NIRSPEC на Keck II на Мауна-Кеа в декабре 2002 и сентябрь 2003 года соответственно. Подтверждающие наблюдения были сделаны с помощью 2,1-метрового телескопа в Национальной обсерватории Китт-Пик близ Тусона в сентябре 2002 года.
EF Eri - это тип двойной звездной системы, известной как магнитные катаклизмы. По словам Харрисона, соавтора статьи об открытии, которая будет опубликована в выпуске Astrophysical Journal от 20 октября, этот класс систем может производить гораздо больше этих «мертвых» объектов, чем предполагали ученые. «Эти типы систем обычно не учитываются в обычных цифрах переписи звездных систем в типичной галактике», - говорит Харрисон. «Их, безусловно, следует рассматривать более тщательно».
Белый карлик в EF Eri - это сжатый выгоревший остаток звезды солнечного типа, диаметр которого примерно равен диаметру Земли, хотя он все еще излучает большое количество видимого света. Хауэлл и Харрисон наблюдали EF Eri в инфракрасном диапазоне, потому что в инфракрасном свете от пары, естественно, преобладает тепло и излучение с большей длиной волны от вторичного объекта.
Научная детективная работа по выводу компонентов этой бинарной системы была значительно осложнена циклотронным излучением, испускаемым, когда свободные электроны спирали по мощным линиям магнитного поля белого карлика. Магнитное поле белого карлика примерно в 14 миллионов раз мощнее солнечного. Результирующее циклотронное излучение излучается преимущественно в инфракрасной части спектра.
«В нашей первоначальной спектроскопии EF Eri мы отметили, что некоторые части инфракрасного непрерывного света за период времени стали примерно в 2-3 раза ярче, а затем исчезли. Это осветление повторялось на каждой орбите, и поэтому должно было иметь происхождение в двоичном коде », - объясняет Хауэлл. «Сначала мы думали, что изменение яркости произошло из-за разницы между нагретой стороной и более холодной стороной донорного объекта, но дальнейшие наблюдения с Близнецами и Кеком вместо этого указали на циклотронное излучение. Мы «видим» этот дополнительный инфракрасный компонент в фазах, которые возникают, когда излучение направляется в нашем направлении, и мы не видим его, когда лучи указывают в других направлениях ».
81-минутный период обращения двух объектов, вероятно, составлял четыре или пять часов, когда процесс массопереноса начался около пяти миллиардов лет назад. Первоначально, вторичный объект мог также быть подобным по размеру Солнцу, возможно с 50-100 процентами солнечной массы.
«Когда начинается этот интерактивный процесс массопереноса от вторичной звезды к белому карлику и почему он остановился, оба остаются нам неизвестными», - говорит Хауэлл. Во время этого процесса очень вероятны повторные вспышки и взрывы новых звезд. Физика процесса также привела к тому, что два объекта закрутились ближе друг к другу. Сегодня два объекта вращаются вокруг друг друга примерно на том же расстоянии, что и расстояние от Земли до Луны. Донорский объект регрессировал в тело с диаметром, примерно равным планете Юпитер.
Совокупная наблюдательная способность 8-метрового телескопа Gemini и 10-метрового Keck и их больших первичных зеркал, которые были важны для этого исследования, говорит Хауэлл, дает понять, что ни спектральные характеристики донора, ни его состав не соответствуют ни одному из известных типов коричневый карлик или планета.
Университет Дерека Хомье в Джорджии создал серию компьютерных моделей, которые пытаются повторить условия в EF Eri, но даже лучшие из них не совпадают идеально.
Форма спектров указывает на очень холодный объект (около 1700 градусов Кельвина, эквивалентный холодному коричневому карлику), но они не имеют такой же детальной формы или ключевых характеристик спектров коричневого карлика. Самые холодные нормальные звезды (звезды М-типа очень малой массы) имеют температуру около 2500 градусов К, а Юпитер - 124 градуса К. По оценкам, близкие к «горячим Юпитерам» экзопланеты, косвенно обнаруженные другими астрономами с помощью их гравитационного воздействия на их родительские звезды быть 1000-1600 градусов К.
Существует небольшая вероятность того, что система EF Eri могла изначально состоять из прародителя современной звезды белого карлика и какой-то «суперпланеты», которая пережила эволюцию белого карлика, в результате чего появилась система, наблюдаемая сейчас, но это считается маловероятным.
«Существует около 15 других известных двоичных систем, которые могут быть похожи на EF Eri, но ни одна не была изучена достаточно, чтобы сказать», - говорит Хауэлл. «Мы работаем над некоторыми из них прямо сейчас и пытаемся улучшить наши модели, чтобы лучше соответствовать инфракрасным спектрам».
Соавторами этой статьи об Э. Ф. Эри являются Паула Шкоди из Вашингтонского университета в Сиэтле, а также Джони Джонсон и Хизер Осборн из штата Нью-Мексико.
3,5-метровый телескоп WIYN расположен в Национальной обсерватории Китт-Пик, в 55 милях к юго-западу от Тусона, штат Аризона. Национальная обсерватория Китт-Пик является частью Национальной оптической астрономической обсерватории, которой управляет Ассоциация университетов по исследованию астрономии (AURA), Inc., в соответствии с соглашением о сотрудничестве с Национальным научным фондом (NSF).
Национальные исследовательские агентства, которые формируют партнерство Обсерватории Близнецов, включают в себя: Национальный научный фонд США (NSF), Британский совет по физике частиц и астрономии (PPARC), Канадский национальный исследовательский совет (NRC), Chilean Comisi? N Nacional de Investigaci «n Cientifica y Tecnol? gica» (CONICYT), Австралийский исследовательский совет (ARC), «Национальный исследовательский центр Аргентины» (CONICET) и Национальный бразильский национальный совет по делам культуры («Concentho nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico»). НСИ). Обсерватория управляется AURA в соответствии с соглашением о сотрудничестве с NSF.
У.М. Обсерватория Кека находится в ведении Калифорнийской ассоциации исследований в области астрономии (CARA), научного партнерства Калифорнийского технологического института, Калифорнийского университета и Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства.
Первоисточник: Выпуск новостей Близнецов
