Спектроскопические наблюдения LAMOST J2354. Изображение предоставлено: Такер и др., 2024 г.
Астрономы из Университета штата Огайо (OSU) и Гавайского университета провели спектроскопические наблюдения недавно открытой двойной звездной системы под названием LAMOST J2354, которая содержит темную звезду-компаньон. Результаты кампании наблюдения, представленные 26 июля на сервере препринтов arXiv, указывают на то, что ранее неизвестный объект является массивным белым карликом.
Обнаруженный в 2023 году LAMOST J2354 представляет собой K-карлика с невидимым спутником, вращающимся вокруг него каждые 0,48 дня. По оценкам, основная звезда имеет массу около 0,7 солнечной массы, а объект-компаньон, как полагают, представляет собой нейтронную звезду примерно на 40-60% более массивную, чем Солнце. Система расположена примерно в 416 световых годах от нас.
Чтобы пролить больше света на свойства LAMOST J2354 и раскрыть природу объекта-компаньона, группа астрономов под руководством Майкла Такера из ОГУ решила провести дальнейшие спектроскопические наблюдения с высоким и низким разрешением этой системы. Для этой цели они использовали 2,2-метровый телескоп Гавайского университета и Большой бинокулярный телескоп (LBT).
«Мы представили дополнительную спектроскопию загадочной двойной звезды LAMOST J2354, чтобы лучше понять K-карлика и его невидимого массивного компаньона», — пишут исследователи в статье.
Наблюдения показали, что К-карлик примерно на 35% меньше и менее массивен, чем Солнце. Полученные спектры показали, что звезда имеет металличность -0,48 dex и не имеет особого химического содержания.
На основании собранных данных астрономы подсчитали, что масса объекта-спутника, скорее всего, составляет 1,3 солнечных массы, а его минимальная масса была оценена в 1,23 солнечных массы. Орбитальное расстояние между двумя объектами составило 3,3 солнечных радиуса.
По мнению авторов исследования, полученные параметры LAMOST J2354 вместе с химическим составом К-карлика позволяют предположить, что невидимый спутник является массивным белым карликом. Они опровергают сценарий, согласно которому этот объект может быть нейтронной звездой, образовавшейся из коллапсирующего ядра сверхновой.
«Мы пришли к выводу, что массивный белый карлик с возрастом остывания ≳ 3 млрд лет удовлетворяет всем ограничениям наблюдений», — заключают исследователи.
Поскольку невидимый белый карлик слишком массивен, чтобы иметь ядро из чистого гелия, астрономы полагают, что система, вероятно, претерпела две фазы эволюции общей оболочки (CE). Во время этих фаз прародитель белого карлика начал сжигать свою водородную и гелиевую оболочку.
Ученые добавляют, что LAMOST J2354 почти наверняка претерпит еще одну фазу массопереноса в будущем, поскольку К-карлик эволюционирует из главной последовательности, что приведет к стабильному массопереносу и образованию катастрофической переменной.
