Кредит зображення: CfA
З моменту свого відкриття в 1998 році "зірка, що підморгує", названа KH 15D, викликала здивування астрономів, які прагнули пояснити її тривалі (24-денні) затемнення. Багато хто припускав, що затемнення були спричинені втручанням крапель матеріалу всередині протопланетного диска, що оточував одну, молоду зірку, схожу на Сонце.
Досліджуючи минулу історію цих затемнень і те, як вони змінюються з часом, астроном Джошуа Вінн (Гарвард-Смітсоніанський центр астрофізики) та його колеги скасували цю гіпотезу і розробили нову теорію, яка пояснює майже все про систему.
Вони виявили, що «підморгує зірка» - це насправді подвійна система зірок. Щось на передньому плані, можливо, запилений диск матеріалу, що оточує двійкові, переривчасто блокує світло від однієї або обох зірок, оскільки зорі орбітують одна з одною. Зрештою обидві зірки будуть повністю покриті пиловою завісою, і система «підморгуюча зірка» зникне з виду.
«Ці дві зірки грають у нас в хованки. Друга зірка колись заглядала коротко, але тепер повністю затьмарена. Незабаром до нього приєднається перша зірка, і обидві залишаться прихованими десятиліттями », - каже Вінн.
Архів відкриває правду
Життєві підказки для розуміння "підморгуючої зірки" були знайдені в фотографіях архівного неба з обсерваторії Гарвардського коледжу, штату Массачусетс та обсерваторії Азіаго, в Італії. Експертиза фотографій Гарварду показала, що протягом першої половини 20 століття не було жодного із загальних затемнень, які спостерігаються сьогодні. Фотографії Азіаго, зроблені між 1967 та 1982 роками, свідчили про затемнення, але з ключовою відмінністю: система була яскравішою, ніж сьогодні, як під час затемнень, так і поза затемнень. Це додаткове світло, мабуть, походило від другої зірки, яку було видно у 1970-х, але повністю приховано сьогодні.
Це розуміння було запорукою розкриття таємниці KH 15D. До 1960 року жодна зірка не затьмарювалася. Потім завіса пилу висунулася на передній план, як видно із Землі, перекривши частину орбіти однієї зірки. Протягом 1970-х років ця зірка зазнавала затемнень, коли її орбітальний рух переніс її за завісу. До 1998 року завіса просунулася досить, щоб повністю приховати одну зірку, а інша зірка періодично випадає з поля зору, оскільки її орбіта бере її за завісу. Приблизно до 2012 року обидві зірки будуть повністю приховані від зору.
Радіальні вимірювання швидкості, які в даний час проводить Джон Джонсон (UC Berkeley), співавтор цього дослідження, зможуть перевірити, чи видима зірка рухається туди-сюди, підтягнуту силою тяжіння супутника зоряної маси.
"Таблички Азіаго дають дуже переконливі докази, але радіальні вимірювання швидкості виявляться", - говорить Джонсон.
Нова картина KH 15D
Зібрання спостережень KH 15D, подібних до частин головоломки, виявляє дві зірки не старше 10 мільйонів років. (Нашому Сонцю, навпаки, 5 мільярдів років.) Вони обертаються один одного кожні 48 днів на високоеліптичних орбітах, що пояснює 48-денний період затемнення. Їх середня відстань один від одного становить приблизно 0,25 астрономічних одиниць (23 мільйони миль), або дві третини відстані від Меркурія до Сонця. Проте їх ексцентричні орбіти приймають їх так само близько один до одного, як лише 0,07 АС (6,5 мільйонів миль).
"По мірі того, як бінарні файли йдуть, їх орбіта не є незвичайною", - каже співавтор Кшиштоф Станек (CfA).
Він погоджується і додає: "Дивна річ у цій системі - це те, що щось блокує світло від цих зірок - щось непрозоре, з гострим краєм". Ідентичність цієї завіси невідома, але це може бути край дискового пилу, який оточує обидві зірки.
"Пилові диски були помічені навколо інших двійкових зіркових систем", - каже Меттью Холман (CfA), співавтор дослідження. «Ми уявляємо, що диск у цій системі нахилений, відносно площини орбіти двох зірок. Це призведе до того, що диск буде коливатися, так як фрісбі іноді коливається в повітрі після поганого кидка ».
За підрахунками Холмана, пил може існувати в кільці, розташованому в 2,6 АС (240 мільйонів миль) від зірок. Сам матеріал кільця складає одну повну орбіту кожні 4 роки, але коливання (або "прецесія") кільця має набагато більш тривалий період, що становить близько 1000 років. Подібну теорію запропонували незалежно Євген Чіанг та Рут Мюррей-Клей з УК Берклі.
"Починаючи з 1960 року, край цього попереднього диска став блокувати наш погляд на зірки", - каже Холман. "Ще через десятиліття диск залишиться ще трохи і повністю заблокує наш погляд". Через деякий час, залежно від того, наскільки товсте кільце, процес повернеться назад, оскільки зорі поступово розкриваються, і затемнення припиняться.
Багато питань щодо KH 15D досі залишаються. Наприклад, яка природа диска? Чому вона нахилена до орбітальної площини бінарних? Чому у нього такий гострий край? Підморгуючі зірки KH 15D, ймовірно, плутатимуть астрономів з цими та іншими загадками на довгі роки.
Це дослідження буде опубліковано у випуску журналу «Астрофізичний журнал» від 1 березня 2004 року. Автори дослідження - Джошуа Вінн (CfA), Метью Холман (CfA), Джон Джонсон (UC Berkeley), Кшиштоф Станек (CfA) та Пітер Гарнавич (Університет Нотр-Дам).
Штаб-квартира в м. Кембридж, штат Массачусетс, Гарвард-Смітсонівський центр астрофізики - це спільна співпраця між Смітсонівською астрофізичною обсерваторією та обсерваторією Гарвардського коледжу. Вчені CfA, організовані у шість наукових підрозділів, вивчають походження, еволюцію та остаточну долю Всесвіту.
Оригінальне джерело: CfA News Release
