Художественное изображение звезды Be и ее диска (вверху справа), вокруг которого вращается слабая горячая полосатая звезда (внизу слева). Фото: Картина Уильяма Паундса.
Ученые, работающие с мощными телескопами Центра астрономии высокого углового разрешения (CHARA) штата Джорджия, завершили исследование группы звезд, предположительно поглотивших большую часть газа вращающихся по орбите звезд-компаньонов. Эти чувствительные измерения непосредственно обнаружили слабое свечение поглощенных звезд.
Новое исследование, проведенное научным сотрудником-докторантом Робертом Клементом, опубликовано в The Astrophysical Journal. Работа определяет новые орбиты полосатых субкарликовых звезд, которые вращаются вокруг быстро вращающихся массивных звезд, что приводит к новому пониманию траектории жизни близких двойных звезд.
Работая с коллегами из массива CHARA в Маунт-Вилсон, штат Калифорния, Клемент нацелил мощные телескопы на группу относительно близких звезд линии B-излучения, или для краткости «Ве-звезд». Считается, что это быстро вращающиеся звезды, у которых есть необычные спутники на орбите.
Звезды Be, вероятно, образуются в результате интенсивных взаимодействий между тесными парами звезд. Астрономы обнаружили, что многие звезды встречаются в таких парах, и эта тенденция особенно справедлива для звезд, более массивных, чем наше Солнце. Пары с небольшими разлучениями ждут бурную судьбу, потому что с возрастом они растут в размерах и могут достичь измерения, подобного их разлуке.
Когда это происходит, газ растущей звезды может пересечь зазор между парой, чтобы компаньон мог полакомиться перенесенным газовым потоком. Этот процесс каннибализации в конечном итоге лишит звезду-массовый донор почти всего ее газа и оставит после себя крошечное горячее ядро ее бывшего центра ядерного горения.
Измерения массива CHARA (красные эллипсы) движения полосатой звезды (пунктирная линия), обращающейся вокруг Be-звезды HR2142 (желтая звезда) каждые 81 день. Маленькие черные символы звездочек — это расчетные положения оборванного компаньона во время наших наблюдений. Орбита круглая, но кажется эллиптической, поскольку она наклонена относительно плоскости неба. Верхняя и правая оси показывают кажущееся физическое разделение в астрономических единицах (а.е., среднее расстояние от Земли до Солнца), а нижняя и левая оси показывают угловое разделение в угловых единицах миллисекунд (мсек). Для сравнения: полная Луна на небе имеет угловой диаметр около 2 миллионов угловых секунд. Кредит: Роберт Клемент
Астрономы предсказали, что поток массопереноса заставляет звезду-компаньона раскручиваться и становиться очень быстрым вращателем. Некоторые из самых быстро вращающихся звезд относятся к группе Be. Be-звезды вращаются так быстро, что часть их газа выбрасывается из экваториальных зон, образуя вращающееся газовое кольцо.
До сих пор этот предсказанный этап в жизни тесных двойных пар ускользал от астрономов, потому что расстояния между звездами слишком малы, чтобы их можно было увидеть в обычные телескопы, а также потому, что обнаженные звездные трупы скрыты в сиянии своих ярких спутников. Однако телескопы CHARA Array штата Джорджия предложили исследователям возможность найти «лишенные» звезды.
Массив CHARA использует шесть телескопов, расположенных на вершине горы Вильсон, и действует как огромный одиночный телескоп диаметром 330 метров. Это дает астрономам возможность разделять свет пар звезд даже при очень небольших угловых смещениях. Клемент также использовал камеры MIRC-X и MYSTIC, созданные в Мичиганском университете и Эксетерском университете в Великобритании, которые могут записывать световой сигнал как очень ярких, так и очень слабых объектов, расположенных близко друг к другу.
Исследователи хотели определить, были ли звезды Be раскручены в результате переноса массы и вращались ли вокруг них лишенные звезды. Клемент начал двухлетнюю программу наблюдений на ЧАРА, и его работа быстро окупилась. Он обнаружил слабый свет лишенных спутников у девяти из 37 звезд Be. Он сосредоточился на семи из этих целей и смог проследить за орбитальным движением звездного трупа вокруг звезды Be.
«Орбиты важны, потому что они позволяют нам определять массы звездных пар», — сказал Клемент. «Наши измерения массы показывают, что лишенные звезды потеряли почти все. В случае со звездой HR2142 масса лишенной звезды, вероятно, уменьшилась с 10-кратной массы Солнца до примерно одной солнечной массы».
Шесть телескопов CHARA расположены в Y-образной конфигурации, обеспечивая 15 базовых линий длиной от 34 до 331 метра и до 10 возможных замыкающих фазовых треугольников. Фото: Астрофизический журнал (2024 г.). DOI: 10.3847/1538-4357/ad13ec
Вокруг каждой звезды Be не было обнаружено полосатых звезд, и исследователи полагают, что в некоторых из этих случаев труп превратился в крошечную звезду-белого карлика, слишком слабую, чтобы ее можно было обнаружить даже с помощью массива CHARA. В других случаях возможно, что взаимодействие было настолько интенсивным, что звезды слились в одну быстро вращающуюся звезду.
В настоящее время Клемент расширяет поиск вращающихся по орбите «лишенных» звезд до Ве-звезд на южном небе, используя интерферометр Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в Чили.
Он также работает с Лукианом Ваном в обсерваториях Юньнань в Китае над исследованиями с использованием космического телескопа НАСА «Хаббл» для обнаружения слабого света раздетых спутников. Поскольку эти трупы горячие, они относительно ярче в ультрафиолетовых волнах, которые можно наблюдать только с помощью космического телескопа Хаббл.
«Этот обзор звезд Be – и открытие девяти слабых звезд-компаньонов – действительно демонстрирует силу CHARA», – сказала Элисон Пек, директор программы Отдела астрономических наук Национального научного фонда, который поддерживает массив CHARA. «Использование исключительного углового разрешения и широкого динамического диапазона позволяет нам отвечать на вопросы о звездообразовании и эволюции, на которые раньше никогда не удавалось ответить».
Дуглас Гис, директор CHARA Array, сказал, что исследование наконец открыло ключевой скрытый этап в жизни близких звездных пар.
«Обследование Be-звезд с помощью массива CHARA Array прямо показало, что эти звезды были созданы в результате массовой трансформации путем переноса массы», — сказал Гис. «Теперь мы впервые видим результат звездного пира, который привел к появлению лишенных звезд».
Информация от: Государственным университетом Джорджии.
