Изображение предоставлено: CfA
С момента своего открытия в 1998 году «мигающая звезда» под названием KH 15D сбивала с толку астрономов, стремящихся объяснить свои продолжительные (24-дневные) затмения. Многие предположили, что затмения были вызваны промежуточными каплями материала внутри протопланетного диска, окружающего одну молодую солнечную звезду.
Исследуя прошлую историю этих затмений и то, как они меняются со временем, астроном Джошуа Винн (Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики) и его коллеги опровергли эту гипотезу и разработали новую теорию, которая объясняет почти все о системе.
Они обнаружили, что «мигающая звезда» на самом деле является двойной звездой. Что-то на переднем плане, возможно, пыльный диск материала, окружающий двойную, периодически блокирует свет от одной или обеих звезд, когда звезды вращаются вокруг друг друга. В конце концов, обе звезды будут полностью покрыты пылевым занавесом, и система «подмигивающих звезд» исчезнет из поля зрения.
«Эти две звезды играют в прятки с нами. Вторая звезда раньше выглядела ненадолго, но теперь полностью скрыта. Вскоре к нему присоединится первая звезда, и обе будут скрыты десятилетиями », - говорит Винн.
Архивы раскрывают правду
Жизненно важные ключи к пониманию «подмигивающей звезды» были найдены на архивных снимках неба из обсерватории Гарвардского колледжа в Массачусетсе и обсерватории Азиаго в Италии. Изучение фотографий Гарварда показало, что в течение первой половины 20-го века не было ни одного из полных затмений, которые наблюдаются сегодня. Фотографии Азиаго, сделанные между 1967 и 1982 годами, содержали свидетельства затмений, но с ключевым отличием: система была ярче, чем сегодня, как во время затмений, так и за их пределами. Этот дополнительный свет должен был исходить от второй звезды, которая была видна в 1970-х годах, но сегодня она полностью скрыта.
Это понимание было ключом к раскрытию тайны KH 15D. До 1960 года ни одна звезда не затмевалась. Затем завеса пыли поднялась на передний план, как видно с Земли, блокируя часть орбиты одной из звезд. В течение 1970-х эта звезда переживала затмения, поскольку ее орбитальное движение переносило ее за занавес. К 1998 году занавес продвинулся достаточно, чтобы полностью скрыть одну из звезд, а другая звезда периодически выпадает из поля зрения, поскольку ее орбита поднимает ее за занавес. Примерно к 2012 году обе звезды будут полностью скрыты от глаз.
Измерения лучевой скорости, в настоящее время проводимые Джоном Джонсоном (Калифорнийский университет в Беркли), соавтором этого исследования, смогут проверить, движется ли видимая звезда взад-вперед под действием силы тяжести спутника звездной массы.
«Плиты« Азиаго »дают очень убедительные доказательства, но измерения лучевой скорости будут решающим фактором», - говорит Джонсон.
Новая картина KH 15D
Сборка наблюдений KH 15D в виде кусочков мозаики показывает две звезды не старше 10 миллионов лет. (Наше Солнце, напротив, 5 миллиардов лет.) Они вращаются вокруг друг друга каждые 48 дней на высокоэллиптических орбитах, что объясняет 48-дневный период затмения. Их среднее расстояние друг от друга составляет примерно 0,25 астрономических единиц (23 миллиона миль), или две трети расстояния от Меркурия до Солнца. И все же их эксцентричные орбиты держат их так близко друг к другу, как всего 0,07 а.е. (6,5 миллиона миль).
«С двоичными файлами их орбита не является чем-то необычным», - говорит соавтор Кшиштоф Станек (CfA).
Винн соглашается, добавляя: «Странная вещь в этой системе состоит в том, что что-то блокирует свет от этих звезд - что-то непрозрачное, с острым краем». Идентичность этого занавеса неизвестна, но это может быть край диска пыли, который окружает обе звезды.
«Пылевые диски были замечены вокруг других двойных звездных систем», - говорит Мэтью Холман (CfA), соавтор исследования. «Мы представляем, что диск в этой системе наклонен относительно плоскости орбиты двух звезд. Это может вызвать колебание диска, как иногда фризби колеблется в воздухе после неудачного броска ».
Согласно подсчетам Холмена, пыль может существовать в кольце, расположенном в 2,6 а.е. (240 миллионов миль) от звезд. Материал в самом кольце совершает одну полную орбиту примерно каждые 4 года, но колебание (или «прецессия») кольца имеет гораздо более длительный период около 1000 лет. Подобная теория была независимо предложена Юджином Чиангом и Рут Мюррей-Клэй из Калифорнийского университета в Беркли.
«Начиная примерно с 1960 года, край этого прецессирующего диска начал блокировать наш взгляд на звезды», - говорит Холман. «Еще через десять лет диск будет немного прецессировать и полностью закроет наш взгляд». Через некоторое время, в зависимости от того, насколько толстым будет кольцо, процесс развернется сам, когда звезды будут постепенно открыты, и затмения прекратятся.
Многие вопросы о KH 15D все еще остаются. Например, какова природа диска? Почему он наклонен к орбитальной плоскости двоичных файлов? Почему у него такой острый край? Мигающие звезды KH 15D, вероятно, будут путать астрономов с этими и другими загадками на долгие годы.
Это исследование будет опубликовано в выпуске Astrophysical Journal Letters от 1 марта 2004 года. Авторами исследования являются Джошуа Винн (CfA), Мэтью Холман (CfA), Джон Джонсон (Калифорнийский университет в Беркли), Кшиштоф Станек (CfA) и Питер Гарнавич (Университет Нотр-Дам).
Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики со штаб-квартирой в Кембридже, штат Массачусетс, является совместным сотрудничеством Смитсоновской астрофизической обсерватории и обсерватории Гарвардского колледжа. Ученые CfA, объединенные в шесть исследовательских отделов, изучают происхождение, эволюцию и судьбу вселенной.
Источник: пресс-релиз CfA
