Если у Солнца есть звездное окружение, его можно определить как сферу размером 20 парсеков (65 световых лет) с центром в нашей звезде. Астрономы активно каталогизировали звездное население в окрестностях на протяжении десятилетий, но это было непросто, поскольку многие звезды маленькие и тусклые.
Даже несмотря на все трудности, присущие этим усилиям, астрономы добились устойчивого прогресса. Есть ли у нас теперь полный каталог?
В новой статье в Research Notes Американского астрономического общества пара исследователей из Института астрофизики Лейбница в Потсдаме, Германия, пытаются понять, насколько полным или неполным является наш каталог звездных окрестностей. Статья называется «Знаем ли мы наконец всех звездных и субзвездных соседей в пределах 10 пк от Солнца?» Авторы — Ральф-Дитер Шольц и Алексей Минц.
Если бы все звезды сияли так же ярко, как звезды главной последовательности, такие как наше Солнце, было бы легко составить каталог звезд, находящихся по соседству. Но они этого не делают. Некоторые из них настолько малы и тусклы, что их считают несостоявшимися звездами. Мы называем их коричневыми карликами или субзвездными объектами.
Когда мы смотрим на ночное небо невооруженным глазом, в нашем поле зрения преобладают звезды главной последовательности и звезды-гиганты, многие из которых находятся далеко за пределами нашего звездного окружения. Многие звезды слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть, например, красные и коричневые карлики. Фактически, Проксима Центавра, красный карлик и наш ближайший сосед, была открыта только в начале 20 века.
На заре астрономии измерения собственных движений показали, что некоторые звезды, которые кажутся неподвижными, находятся ближе, чем другие звезды. Все звезды движутся и имеют собственное движение; просто это не всегда заметно в течение одной жизни. Исследования высоких собственных движений звезд привели к выбору определенных звезд для измерения их параллакса, что помогло правильно определить местонахождение большего количества звезд в космосе. Затем, в начале 20-го века, когда астрономия и фотография использовались совместно, фотографическая астрометрия вызвала волну открытий наших солнечных соседей. Эти усилия показали, что нашими ближайшими соседями являются красные карлики (М-карлики).
В 1990-е годы, по мере развития технологий, инфракрасные исследования неба обнаружили больше тусклых звезд. «Вторая волна открытий началась в конце 1990-х годов с развитием инфракрасных исследований неба», — пишут авторы. Такие миссии, как Обзор всего неба в два микрона (2MASS), дали нам новый, беспрецедентный взгляд на небо. Он обнаружил карликов M, коричневых карликов и субзвездные объекты типа L, T и Y, а также малые планеты Солнечной системы. (Определения коричневых карликов и других субзвездных объектов частично совпадают.) К 2000 году Слоановский цифровой обзор неба появился в сети, укрепив наш каталог неба.
В 1997 году Генри и др. опубликовал важную статью о солнечном окружении под названием «Солнечное соседство IV: открытие двадцатой ближайшей звезды». Оно показало, что открытие LHS 1565, расположенного примерно в 3,7 пк от Земли, создало проблемы для нашей переписи населения окрестностей. «Она считается двадцатой ближайшей звездной системой и подчеркивает неполноту выборки близлежащих звезд, особенно для объектов вблизи конца главной последовательности», — Генри и др. написал. «По иронии судьбы, этот скромный красный карлик является шокирующим напоминанием о том, как много нам еще предстоит узнать даже о наших ближайших звездных соседях».
Примерно с 1997 года произошел всплеск открытий звезд в окрестностях Солнца. Авторы говорят, что они, похоже, заполнили пробелы в нашем окружении из 10 компьютеров. Но часть знаний по-прежнему основывалась на двух предположениях. Первое заключалось в том, что обследование до 5 парсеков было полным, а второе заключалось в том, что плотность была равномерной до 10 парсеков. «Первое из них не соответствует действительности, а второе под вопросом», — пишут авторы.
Что это значит для нас? До 90 звездных систем все еще могут отсутствовать.
![Представление художника о коричневом карлике. Новое исследование идентифицирует CK Vulpeculae как остаток столкновения между коричневым карликом и белым карликом. Изображение: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех ( [Public domain]через Викисклад](/wp-content/uploads/2024/06/Artist’s_conception_of_a_brown_dwarf_like_2MASSJ22282889-431026-1024x576.jpg "Есть ли у нас теперь точная карта близлежащих звезд?")
«Используя всех соседей, можно изучить функции светимости и массы, а также соотношение числа звезд к коричневым карликам (BD)», — утверждают авторы. Астрономы не до конца понимают соотношение коричневых карликов и других звезд, но две недавние статьи (1,2), в частности, продолжили работу по лучшему пониманию и каталогизации тусклых членов нашего звездного окружения.
Ранее в этом году Киркпатрик и др. опубликовали исследование, в котором утверждалось, что полный обзор близлежащих звезд возможен, во многом благодаря данным Gaia. Они обнаружили 462 объекта (включая Солнце) в 339 системах в пределах 10?пк от Солнца.
В предыдущей работе авторы новой статьи добавили в список еще 16 звезд. Это были поздние М-карлики, одни из самых холодных и тусклых звезд главной последовательности, а также коричневые карлики. Они также обнаружили нового белого карлика-компаньона существующего М-карлика.
Но насколько полным является это новейшее исследование?
Проблема заключается в сложности обнаружения тусклых звезд, таких как коричневые карлики и поздние М-карлики. Чем дальше мы смотрим, тем труднее их обнаружить. Их также труднее обнаружить в направлении галактической плоскости.
Авторы говорят, что в нашем соседнем звездном каталоге, вероятно, все еще отсутствуют 93 звездные системы, «… что соответствует дефициту в 21,5%», пишут они. Что касается отдельных звезд, то дела обстоят немногим лучше: «…138 недостающих объектов, что соответствует дефициту в ?23,0%», пишут они.
Они еще больше разбили это на отдельные типы звезд. Вероятно, нам не хватает 28,1% звезд AFGK, -31% белых карликов и ?27,8% M-карликов. У поздних М-карликов также более высокий дефицит. Этот дефицит превышает ожидаемый. Что это значит?
«Оценочные дефициты систем и отдельных объектов в пределах 10 пк превышают ожидания, в частности для известных звезд AFGK», — пишут авторы. Они приходят к выводу, что общее предположение о постоянной плотности звезд в окрестностях Солнца неверно. Они говорят, что небольшие колебания плотности могут, по крайней мере, частично объяснить дефицит.
«Наши статистические оценки показывают, что вероятность того, что эти расхождения вызваны случайными колебаниями, составляет около 40%», — заключают авторы.
Нам явно есть над чем работать.
