|
Ультрахолодные карликовые двойные звезды бьют рекорды
|
|
|
|
Астрофизики Северо-Западного университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego) с помощью обсерватории WM Keck на Маунакеа, остров Гавайи, обнаружили самую плотную ультрахолодную карликовую двойную систему из когда-либо наблюдавшихся. Две звезды настолько близки, что им требуется менее одного земного дня, чтобы вращаться вокруг друг друга; «год» каждой звезды длится всего 17 часов. Недавно обнаруженная система, названная LP 413-53AB, состоит из пары ультрахолодных карликов, класса очень маломассивных звезд, которые настолько холодны, что излучают свой свет в основном в инфракрасном диапазоне, что делает их совершенно невидимыми для человеческого глаза. . Тем не менее, они являются одним из самых распространенных типов звезд во Вселенной.
|
|
|
|
Ранее астрономы обнаружили только три короткопериодических ультрахолодных карликовых двойных системы, и все они относительно молоды — до 40 миллионов лет. Возраст LP 413-53AB оценивается в миллиарды лет, что соответствует возрасту нашего Солнца, но его орбитальный период примерно в четыре раза короче, чем у всех ультрахолодных двойных карликов, обнаруженных до сих пор. Исследование было принято к публикации в The Astrophysical Journal Letters и доступно в формате препринта на arXiv.org. «Очень интересно обнаружить такую экстремальную систему», — сказал Чжи-Чун «Дино» Сюй, астрофизик с Северо-Запада, руководивший исследованием. «В принципе, мы знали, что эти системы должны существовать, но такие системы еще не были идентифицированы».
|
|
|
Сюй — постдокторант в области физики и астрономии в Северо-западном центре междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA). Он начал это исследование, будучи доктором философии. студент Калифорнийского университета в Сан-Диего, где его консультировал профессор Адам Бургассер. Команда впервые обнаружила странную двоичную систему при изучении архивных данных. Хсу разработал алгоритм, который может моделировать звезду на основе ее спектральных данных. Анализируя спектр света, излучаемого звездой, астрофизики могут определить химический состав звезды, температуру, гравитацию и вращение. Этот анализ также показывает движение звезды по мере ее движения к наблюдателю и от него, известное как лучевая скорость.
|
|
|
|
Изучая спектральные данные LP 413-53AB, Хсу заметил нечто странное. Ранние наблюдения зафиксировали систему, когда звезды были примерно выровнены, а их спектральные линии перекрывались, что заставило Сюй поверить в то, что это была всего лишь одна звезда. Но по мере того, как звезды двигались по своей орбите, спектральные линии смещались в противоположных направлениях, разделяясь на пары в более поздних спектральных данных. Сюй понял, что на самом деле это две звезды, заключенные в невероятно тесную двойную систему. Используя спектрограф ближнего инфракрасного диапазона обсерватории Кека (NIRSPEC), Сюй решил лично наблюдать за этим явлением. 13 марта 2022 года команда направила телескоп Keck II в сторону созвездия Тельца, где находится двойная система, и наблюдала за ней в течение двух часов. Затем они провели дополнительные наблюдения в июле, октябре и декабре 2022 года, а также в январе 2023 года.
|
|
|
|
«Когда мы проводили это измерение, мы могли видеть, как вещи меняются в течение нескольких минут наблюдения», — сказал Бургассер. «Большинство двойных систем, за которыми мы следим, имеют период обращения в годы. Таким образом, вы получаете измерения каждые несколько месяцев. Затем, через некоторое время, вы можете собрать головоломку. С помощью этой системы мы могли видеть, как спектральные линии расходятся в реальном времени. Удивительно видеть, как что-то происходит во Вселенной в человеческом масштабе времени». Наблюдения подтвердили то, что предсказывала модель Хсу. Расстояние между двумя звездами составляет около 1% расстояния между Землей и Солнцем. «Это примечательно, потому что, когда они были молодыми, им было около 1 миллиона лет, эти звезды были бы почти друг над другом», — сказал Бургассер.
|
|
|
|
Команда предполагает, что звезды либо мигрировали навстречу друг другу по мере своего развития, либо могли собраться вместе после выброса третьего — ныне потерянного — члена звезды. Для проверки этих идей необходимы дополнительные наблюдения. Сюй также сказал, что, изучая похожие звездные системы, исследователи могут больше узнать о потенциально обитаемых планетах за пределами Земли. Сверххолодные карлики намного тусклее и тусклее, чем Солнце, поэтому любые миры с жидкой водой на поверхности — важнейшим компонентом для формирования и поддержания жизни — должны находиться намного ближе к звезде. Однако для LP 413-53AB расстояние обитаемой зоны оказывается очень близким к размеру звездной орбиты, что делает невозможным формирование обитаемых планет в этой системе.
|
|
|
|
«Эти ультрахолодные карлики — соседи нашего Солнца, — сказал Сюй. «Чтобы идентифицировать потенциально обитаемые носители, полезно начать с наших близлежащих соседей. Но если тесные двойные системы распространены среди ультрахолодных карликов, может быть найдено несколько пригодных для жизни миров». Чтобы полностью изучить эти сценарии, Хсу, Бургассер и их сотрудники надеются определить более короткие бинарные системы ультрахолодных карликов, чтобы создать полную выборку данных. Новые данные наблюдений могут помочь укрепить теоретические модели образования и эволюции двойных звезд. Однако до сих пор обнаружение ультрахолодных двойных звезд оставалось редкостью.
|
|
|
|
«Эти системы встречаются редко», — сказал соавтор Крис Тайссен, научный сотрудник канцлера Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Но мы не знаем, являются ли они редкими, потому что они редко существуют, или потому, что мы просто не находим их. Это открытый вопрос. Теперь у нас есть одна точка данных, на которой мы можем начать основываться. в архиве в течение длительного времени. Инструмент Dino позволит нам искать больше двоичных файлов, подобных этому».
|
|
|
|
Источник
|
