На этом изображении телескопа ALMA показана звездная система HD101584 и сложные газовые облака, окружающие двойную звезду. Это результат того, что две звезды в свои последние мгновения имеют общий внешний слой. Изображение предоставлено: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Olofsson et al. / Роберт Камминг
Астрономы из Университета Торонто (Университет Торонто) обнаружили первые пары белых карликов и звезд главной последовательности — «мертвые» остатки и «живые» звезды — в молодых звездных скоплениях. Этот прорыв, описанный в новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, предлагает новое понимание экстремальной фазы звездной эволюции и одной из величайших загадок астрофизики.
Теперь ученые могут начать сокращать разрыв между самыми ранними и последними стадиями двойных звездных систем (две звезды, вращающиеся вокруг общего центра масс), чтобы улучшить наше понимание того, как формируются звезды, как развиваются галактики и как возникло большинство элементов в периодической таблице. созданный. Это открытие может также помочь объяснить космические события, такие как взрывы сверхновых и гравитационные волны, поскольку считается, что источником таких явлений являются двойные звезды, содержащие одну или несколько таких компактных мертвых звезд.
Большинство звезд существуют в двойных звездных системах. Фактически, почти половина всех солнцеподобных звезд имеет хотя бы одну звезду-компаньона. Эти парные звезды обычно различаются по размеру: одна звезда часто бывает массивнее другой. Хотя может возникнуть соблазн предположить, что эти звезды развиваются с одинаковой скоростью, более массивные звезды, как правило, имеют более короткий срок жизни и проходят стадии звездной эволюции гораздо быстрее, чем их спутники с меньшей массой.
Когда звезда приближается к концу своей жизни, она расширяется в сотни или тысячи раз по сравнению с первоначальным размером во время фаз красного гиганта или асимптотического гиганта. В тесных двойных звездных системах это расширение настолько драматично, что внешние слои умирающей звезды иногда могут полностью поглотить своего спутника. Астрономы называют это фазой общей оболочки, потому что обе звезды покрыты одним и тем же материалом.
Фаза общей оболочки остается одной из величайших загадок астрофизики. Ученые изо всех сил пытались понять, как спиральное движение звезд в этот критический период влияет на их дальнейшую эволюцию. Новое исследование может раскрыть эту тайну.
Остатки, которые остаются после смерти звезд, представляют собой компактные объекты, называемые белыми карликами. Обнаружение этих систем пост-общей оболочки, которые содержат как «мертвые» остатки звезды, так и «живую» звезду – также известные как двойные звездные системы главной последовательности белых карликов – дает уникальную возможность изучить эту крайнюю фазу звездной эволюции.
«Двойные звезды играют большую роль в нашей Вселенной», — говорит ведущий автор Стеффани Грондин, докторант кафедры астрономии и астрофизики Дэвида А. Данлэпа Университета штата Техас. «Эта наблюдательная выборка представляет собой важный первый шаг, позволяющий нам Мы надеемся, что отслеживание всего жизненного цикла двойных звезд поможет нам сдержать самую загадочную фазу звездной эволюции.
Исследователи использовали машинное обучение для анализа данных из трех основных источников: миссии Gaia Европейского космического агентства — космического телескопа, изучившего более миллиарда звезд в нашей галактике, — а также наблюдений обзоров 2MASS и Pan-STARRS1. Этот объединенный набор данных позволил команде искать новые двойные системы в кластерах со свойствами, аналогичными свойствам известных пар главных последовательностей белых карликов.
Хотя этот тип бинарных систем должен быть очень распространенным, найти их было сложно, поскольку до этого исследования были подтверждены только два кандидата в кластерах. Это исследование может увеличить это число до 52 двойных звезд в 38 звездных скоплениях.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
Поскольку предполагается, что все звезды в этих скоплениях образовались одновременно, обнаружение этих двойных звезд в рассеянных скоплениях позволяет астрономам ограничить возраст систем и проследить их полную эволюцию от состояния до появления общих оболочек до наблюдаемых двойных систем в их постах. — фаза общей оболочки.
«Использование машинного обучения помогло нам выявить уникальные признаки этих уникальных систем, которые мы не могли легко идентифицировать с помощью всего лишь нескольких точек данных», — говорит соавтор Джошуа Спигл, профессор кафедры астрономии и астрофизики Дэвида А. Данлэпа. Статистических наук в Университете штата Техас. «Это также позволило нам автоматизировать поиск по сотням кластеров — задача, которая была бы невыполнима, если бы мы попытались идентифицировать эти системы вручную».
«Это действительно показывает, какая часть нашей Вселенной скрыта и все еще ждет своего открытия», — говорит соавтор Мария Драут, также профессор кафедры астрономии и астрофизики Дэвида А. Данлэпа в Университете штата Техас. «Хотя есть Существует множество примеров такого типа бинарной системы, но очень немногие из них имеют возрастные ограничения, необходимые для полного представления их эволюционной истории. Хотя еще предстоит много работы для подтверждения и полной характеристики этих систем, эти результаты будут иметь значение для многих областей астрофизики».
Двойные звезды, содержащие компактные объекты, также являются предшественниками экстремального звездного взрыва, называемого сверхновой типа Ia, и слияния, которое вызывает гравитационные волны, которые представляют собой рябь в пространстве-времени, обнаруженную такими инструментами, как лазерный интерферометр. Гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) может быть обнаружена. ). Поскольку команда использует данные телескопов «Джемини», «Кек» и «Магеллан» для подтверждения и измерения свойств этих двойных звезд, этот каталог в конечном итоге прольет свет на многие неуловимые переходные явления в нашей Вселенной.
Информация от: Университетом Торонто.
