Научное сообщество получило неожиданное подтверждение того, что даже в непосредственной близости от нашей планетной системы таятся космические объекты, остававшиеся незамеченными на протяжении десятилетий. Исследователи из Университета Уорика и Университета Колорадо в Боулдере напрямую зафиксировали четыре ранее недоступные для наблюдения звезды-белые карлики, каждая из которых входит в состав компактных двойных систем. Все эти системы расположены на удалении в 65 световых лет от Земли, причем одна из них содержит девятый по счёту ближайший к Солнцу известный белый карлик. Результаты этой работы были опубликованы в авторитетном издании Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества (MNRAS).
Каждый из обнаруженных белых карликов обращается вокруг звезды-красного карлика. Поскольку красные карлики значительно крупнее и ярче в видимом спектре, эти системы внешне выглядят так, будто содержат лишь одну звезду. Новые наблюдения, однако, показали, что все четыре узких красных карлика эффективно маскировали своих компаньонов. Как пояснил первый автор исследования, доктор Майри О’Брайен, научный сотрудник Уорикского университета: «Близлежащие изолированные белые карлики обычно легко обнаружить, но эти четыре звезды были для нас невидимы в привычном диапазоне длин волн, поскольку их свет полностью заглушался излучением красных карликов. Это служит напоминанием о том, что даже в нашем космическом “заднем дворе” всё ещё можно найти сюрпризы, если смотреть правильно и на правильных длинах волн».
Астрономические каталоги тщательно фиксируют звёзды в окрестностях Солнца, однако белые карлики в составе некоторых спокойных двойных систем остаются труднодоступными. Четыре системы привлекли внимание учёных благодаря тому, что их видимые звёзды демонстрировали выраженное радиальное смещение. Это движение возникает, когда звезда плавно колеблется по направлению к Земле и от неё под воздействием гравитации невидимого массивного объекта, вращающегося вместе с ней по орбите. Подобное колебание и указывало на наличие скрытого спутника у каждого красного карлика.
Ультрафиолетовые данные «Хаббла» раскрывают природу звёзд
Для более детального изучения четырёх систем исследователи применили данные ультрафиолетового спектрографа, установленного на космическом телескопе «Хаббл». Белые карлики обычно гораздо легче распознаются именно в ультрафиолетовом свете, однако красные карлики способны генерировать мощные вспышки, имитирующие ультрафиолетовый сигнал белого карлика, что существенно затрудняет подтверждение. Чтобы отделить истинные сигналы от эффектов звёздных вспышек, команда разработала специализированные методы анализа. Этот анализ официально подтвердил, что все четыре системы действительно содержат звёзды-белые карлики.
Особый интерес вызвала система G 203-47. Несмотря на то что она находится всего в 25 световых годах от нас, астрономам потребовалось 27 лет с момента первого обнаружения её радиального отклонения, чтобы идентифицировать скрытый белый карлик. Этот объект теперь признан девятым ближайшим к Солнцу белым карликом. Примечательно, что G 203-47 ведёт себя иначе, чем аналогичные двойные системы: её красному карлику требуется более 100 дней, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси, тогда как орбитальный период вокруг белого карлика составляет 14,9 дней. При нормальных обстоятельствах гравитационное взаимодействие между двумя близко расположенными звёздами должно синхронизировать их движение посредством приливного сцепления — подобно тому, как Луна постоянно обращена к Земле одной стороной. Однако в G 203-47 красный карлик вращается слишком медленно, чтобы быть синхронизированным со своей орбитой.
Соавтор исследования доктор Дэвид Уилсон, научный сотрудник Университета Колорадо в Боулдере, отметил: «Удивительно то, что G 203-47 не должна вращаться так медленно, если бы она сформировалась так же, как подобные системы. Это говорит о том, что данные двойные системы имели очень разную эволюционную историю. Некоторые из них на раннем этапе подверглись жестоким и длительным изменениям, которые привели их в замешательство. Другие, такие как G 203-47, пережили более мягкие и короткие встречи, оставившие их в столь необычном состоянии».
Необычное вращение G 203-47 предполагает, что процесс формирования этих компактных двойных систем мог протекать по совершенно разным сценариям. Одни пары, вероятно, прошли через бурные и продолжительные взаимодействия, в то время как другие — через более краткие и щадящие эпизоды. Это открытие, по мнению учёных, указывает на то, что многие другие скрытые белые карлики всё ещё могут ожидать своего обнаружения в нашем космическом окружении.
о не все пары белых и красных карликов происходят в результате одного и того же процесса.
Некоторые системы в начале своей истории могли создавать проблемы длительные и интенсивные взаимодействия, приводившие к приливному смыканию звезд. Другие, возможно, взаимодействовали в течение более короткого периода времени и с меньшей силой, оставляя их контакты несинхронизированными.
Четыре открытия также позволяют астрономам просмотреть данные о белых карликах в пределах 20 парсеков (65 световых лет).
Предыдущие популяционные модели предсказывали, что в этих группах должно существовать примерно от 4 до 5 близко вращающихся систем белых и красных карликов. Исследователи выявили ровно четыре, что близко к примерному уровню затрат.
Близости могут находиться и другие скрытые белые карлики
Возможно, эти открытия не дорисовывают картину. Большинство узких красных карликов еще не были систематически исследованы на предмет скрытых спутников-белых карликов.
Профессор Пьер-Эммануэль Трамбле из группы астрономии и астрофизики Уорикского университета сказал: «Только около 30 процентов красных карликов в радиусе 20 парсеков систематически исследовались на объекте скрытых спутников-белых карликов. Мы думаем, что в нашей местной звездной среде могут существовать еще 9 или 10 дополнительных двойных систем, которые мы еще не обнаружили. Если мы приложим более целенаправленные усилия к наблюдению за красными карликами, возможно, мы обнаружим больше сюрпризов».