Астрономи, що використовують телескопи Близнюків Північний і Кек II, зазирнули всередину жорстоку бінарну систему зірок, щоб виявити, що одна зі взаємодіючих зірок втратила стільки маси свого партнера, що вона повернулася до дивного, інертного тіла, схожого на невідомий тип зірки.
Не витримавши ядерного синтезу в своїй основі і приречений на орбіту зі своїм набагато енергійнішим білим карликовим партнером протягом мільйонів років, мертва зірка - це, по суті, новий, невизначений тип зоряного об’єкта.
"Як класичний рядок про постраждалого партнера в романтичних стосунках, менша зірка-донор давала і давала, і давала ще більше, поки їй нічого не залишилося", - каже Стів Б. Хоуелл, астроном з Вісконсін-Індіана-Єльський Телескоп -NOAO (WIYN) та Національна обсерваторія оптичної астрономії, Туксон, штат Арізона. "Зараз зірка-донор досягла тупика - вона занадто масивна, щоб вважатись суперпланетою, її склад не відповідає відомим коричневим карликам, і вона набагато занадто низька, щоб бути зіркою. Немає істинної категорії для об'єкта в такій кінцівці. "
Бінарна система, відома як EF Eridanus (скорочено EF Eri), знаходиться в 300 світлових роках від Землі в сузір'ї Еріданус. EF Eri складається з слабкої білої карликової зірки, що становить близько 60 відсотків маси Сонця, і донорського об'єкта невідомого типу, який, за приблизною оцінкою, складає лише 1/20 маси сонячної маси.
Хоуелл та Томас Е. Гаррісон з університету штату Нью-Мексико здійснили високоточні інфрачервоні вимірювання двійкової зіркової системи, використовуючи спектрографічні можливості ближнього інфрачервоного візуалізатора (NIRI) на телескопі Gemini North та NIRSPEC на Keck II на Мауна-Кеа в грудні 2002 р. Та вересень 2003 р. Відповідно. Підтверджуючі спостереження були зроблені на 2,1-метровому телескопі в Національній обсерваторії Кіт-Пік поблизу Тусона у вересні 2002 року.
EF Eri - це тип двійкової зіркової системи, відомий як магнітні катаклізми. Цей клас систем може створити набагато більше цих "мертвих" об'єктів, ніж зрозуміли вчені, - каже Гаррісон, співавтор доповіді про відкриття, яка буде опублікована у випуску "Астрофізичного журналу" за 20 жовтня. "Ці типи систем, як правило, не враховуються в межах звичайних даних переписів зоряних систем у типовій галактиці", - говорить Гаррісон. "Це, безумовно, слід розглядати більш ретельно".
Білий карлик у ЕФ Ері - стислий, згорілий залишок зірки сонячного типу, який зараз має приблизно такий же діаметр, як Земля, хоча все ще випромінює багато видимого світла. Хоуелл і Гаррісон спостерігали Е. Ф. Ері в інфрачервоному діапазоні, оскільки в інфрачервоному світлі від пари природно переважають тепло і випромінювання довшої хвилі від вторинного об'єкта.
Науково-детективна робота по виведенню компонентів цієї бінарної системи значно ускладнилася циклотронним випромінюванням, випромінюваним спіраллю вільних електронів по потужним лініям магнітного поля білого карлика. Магнітне поле білого карлика приблизно в 14 мільйонів разів потужніше, ніж у Сонця. Отримане циклотронне випромінювання випромінюється насамперед в інфрачервоній частині спектра.
“У нашій початковій спектроскопії Е.Ф. Ері ми відзначили, що деякі частини інфрачервоного світла континууму за певний період стали приблизно в 2-3 рази яскравішими, а потім згасали. Це освітлення повторювало кожну орбіту і, таким чином, мало мати початок всередині двійкової ", - пояснює Хоуелл. "Ми спочатку думали, що зміна яскравості є результатом різниці між нагрітою стороною і більш холодною стороною об'єкта донора, але подальші спостереження з Близнюками та Кеком замість цього вказували на циклотронне випромінювання. Ми «бачимо» цей додатковий інфрачервоний компонент на фазах, які виникають, коли випромінювання випромінюється в нашому напрямку, і ми не бачимо його, коли проміння вказує в інших напрямках ».
81-хвилинний орбітальний період двох об’єктів був, мабуть, чотирма-п’ятьма годинами, коли процес масового перенесення розпочався близько п’яти мільярдів років тому. Спочатку вторинний об'єкт, можливо, також був подібний за розміром до Сонця, маючи, можливо, 50-100 відсотків сонячної маси.
"Коли розпочнеться цей інтерактивний процес масового перенесення від вторинної зірки до білого карлика, і чому він зупинився, обидва нам залишаються невідомими", - говорить Хоуелл. Під час цього процесу дуже ймовірні повторні спалахи та нові вибухи. Фізика процесу також спричинила спіраль двох предметів ближче один до одного. Сьогодні обидва об'єкти обертаються один на одного приблизно на однаковій відстані, як відстань від Землі до Місяця. Об'єкт донор регресував до тіла діаметром приблизно рівним планеті Юпітер.
Поєднана спостережна потужність 8-метрових телескопів Близнюків та Кека та їх великих первинних дзеркал, які були важливими для цього дослідження, говорить Хоуелл, дає зрозуміти, що ні спектральні характеристики донора, ні його склад не відповідають жодному відомому типу коричневий карлик або планета.
Університет Дерека Хом'є в Джорджії створив серію комп’ютерних моделей, які намагаються повторити умови в EF Eri, але навіть найкращі з них не відповідають ідеально.
Форма спектрів вказує на дуже прохолодний об’єкт (близько 1700 градусів Кельвіна, що еквівалентно крутому коричневому карлику), проте вони не мають такої ж детальної форми або ключових особливостей коричневих карликових спектрів. Найхолодніші нормальні зірки (зірки дуже малої маси М) - близько 2500 градусів К, а Юпітер - 124 градуси К. Екзопланети «гарячого Юпітера», виявлені опосередковано іншими астрономами, використовуючи їх гравітаційний вплив на батьківські зірки, оцінюються опосередковано бути 1000-1 600 градусів К.
Є невелика ймовірність, що система EF Eri могла спочатку складатися з родоначальника сучасної білої карликової зірки та якоїсь «надпланети», яка пережила еволюцію білого карлика і призвела до того, що система спостерігається зараз, але це вважається малоймовірним.
"Існує близько 15 інших відомих бінарних систем, які можуть бути схожими на EF Eri, але жодна не вивчена достатньо, щоб сказати", - говорить Хоуелл. "Зараз ми працюємо над деякими з них і намагаємося вдосконалити наші моделі, щоб вони краще відповідали інфрачервоним спектрам".
Співавторами цього доповіді про ЕФ Ері є Паула Шкоді з Вашингтонського університету в Сіетлі та Джоні Джонсон та Хізер Осборн із штату Нью-Мексико.
3,5-метровий телескоп WIYN розташований у Національній обсерваторії Кіт-Пік, в 55 милях на південний захід від Тусона, штат Арізона. Національна обсерваторія Кітт-Пік є частиною Національної обсерваторії оптичної астрономії, якою керується Асоціація університетів досліджень астрономії (AURA), Inc., за договором про співпрацю з Національним науковим фондом (NSF).
До національних дослідницьких агентств, які формують партнерство з обсерваторії Близнюків, належать: Національний науковий фонд США (NSF), Рада з дослідження фізики частинок і астрономії Великобританії (PPARC), Канадська національна рада з досліджень (NRC), Чилійський комісі? N Nacional de Investigaci «n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Австралійська наукова рада (ARC), аргентинська Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) та бразильський Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico ( CNPq). Керується обсерваторією AURA за угодою про співпрацю з NSF.
The W.M. Кесерською обсерваторією керують Каліфорнійська асоціація досліджень астрономії (CARA), наукове партнерство Каліфорнійського технологічного інституту, Каліфорнійського університету та Національної адміністрації з питань аеронавтики та космосу.
Оригінальне джерело: Новини Gemini News
