Концепция этого художника иллюстрирует, насколько тесно вращаются друг вокруг друга три звезды в системе под названием TIC 290061484. Если бы они были помещены в центр нашей солнечной системы, орбиты всех звезд занимали бы пространство, меньшее, чем орбита Меркурия вокруг Солнца. Размеры тройных звезд и Солнца также указаны в масштабе. Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.
Профессиональные астрономы и астрономы-любители сделали революционное открытие с помощью искусственного интеллекта, идентифицировав уникальную тройную звездную систему под названием TIC 290061484. Это звездное трио было обнаружено с помощью космических «стробоскопических огней», наблюдаемых с помощью спутника НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS).
TIC 290061484 включает в себя пару звезд-близнецов, которые обращаются вокруг друг друга каждые 1,8 дня, а также третью звезду, которая обращается вокруг дуэта всего за 25 дней. Это замечательное открытие побивает предыдущий рекорд кратчайшего периода внешнего обращения в таких системах, который был установлен в 1956 году, когда третья звезда вращалась вокруг внутренней пары за 33 дня.
«Благодаря компактной конфигурации системы, видимой с ребра, мы можем измерять орбиты, массы, размеры и температуру ее звезд», — сказал Веселин Костов, научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Институт SETI в Маунтин-Вью, Калифорния. «И мы можем изучить, как сформировалась система, и предсказать, как она может развиваться».
Статья под руководством Костова с описанием результатов была опубликована в «Астрофизическом журнале» 2 октября.
Мерцание звездного света помогло раскрыть тесное трио, которое находится в созвездии Лебедя. С нашей точки зрения, система кажется почти плоской. Это означает, что каждая звезда пересекает друг друга прямо перед собой или затмевает друг друга на своем орбите. Когда это происходит, более близкая звезда блокирует часть света более далекой звезды.
Используя машинное обучение, ученые отфильтровали огромные массивы данных о звездном свете от TESS, чтобы выявить закономерности затемнения, которые выявляют затмения. Затем небольшая группа гражданских ученых профильтровала информацию дальше, полагаясь на многолетний опыт и неформальное обучение, чтобы найти особенно интересные случаи.
Эти астрономы-любители, являющиеся соавторами нового исследования, встретились в качестве участников гражданского научного онлайн-проекта под названием Planet Hunters, который действовал с 2010 по 2013 год. Позже волонтеры объединились с профессиональными астрономами, чтобы создать новое сотрудничество под названием Группа Visual Survey, действующая уже более десяти лет.
«В основном мы ищем признаки компактных многозвездных систем, необычных пульсирующих звезд в двойных системах и странных объектов», — сказал Сол Раппапорт, почетный профессор физики Массачусетского технологического института в Кембридже. Раппапорт был соавтором статьи и более десяти лет помогал руководить группой Visual Survey Group. «Очень интересно обнаружить такую систему, потому что ее редко можно обнаружить, но они могут быть более распространены, чем предполагают текущие данные». Многие из них, скорее всего, покрывают нашу галактику, ожидая своего открытия.
Отчасти потому, что звезды в новой системе вращаются почти в одной плоскости, ученые говорят, что она, вероятно, очень стабильна, несмотря на их плотную конфигурацию (орбиты трио умещаются на меньшей площади, чем орбита Меркурия вокруг Солнца). Гравитация каждой звезды не слишком сильно воздействует на другие, как это могло бы произойти, если бы их орбиты были наклонены в разных направлениях.
Но хотя их орбиты, скорее всего, останутся стабильными в течение миллионов лет, «здесь никто не живет», сказал Раппапорт. «Мы думаем, что звезды образовались вместе в результате одного и того же процесса роста, который помешал бы планетам формироваться очень близко вокруг любой из звезд». Исключением может быть далекая планета, вращающаяся вокруг трех звезд, как если бы они были одной.
По мере старения внутренних звезд они будут расширяться и в конечном итоге сливаться, вызывая взрыв сверхновой примерно через 20–40 миллионов лет.
Тем временем астрономы охотятся за тройными звездами с еще более короткими орбитами. Это сложно сделать при нынешних технологиях, но новый инструмент уже в пути.
Изображения с будущего римского космического телескопа Нэнси Грейс НАСА будут гораздо более подробными, чем снимки TESS. В одну и ту же область неба, покрытую одним пикселем TESS, поместится более 36 000 римских пикселей. И пока TESS осмотрит все небо широким и поверхностным взглядом, Роман проникнет глубоко в сердце нашей галактики, где звезды собираются вместе, предоставляя образец ядра, а не скользя по всей поверхности.
«Мы мало что знаем о многих звездах в центре галактики, за исключением самых ярких», — сказал Брайан Пауэлл, соавтор и специалист по данным из Годдарда. «Изображение Романа с высоким разрешением поможет нам измерить свет от звезд, которые обычно сливаются вместе, предоставив лучшее представление о природе звездных систем в нашей галактике».
На этом рисунке показаны области поиска трех миссий по обнаружению транзитов: будущего космического телескопа НАСА «Нэнси Грейс Роман», TESS (спутник для исследования транзитной экзопланеты) и вышедшего из эксплуатации космического телескопа «Кеплер». Кеплер нашел 13 тройных затменных звездных систем, TESS на данный момент нашел более 100, а астрономы ожидают, что Роман найдет более 1000. Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.
А поскольку Роман будет следить за светом сотен миллионов звезд в рамках одного из своих основных исследований, это поможет астрономам найти больше тройных звездных систем, в которых все звезды затмевают друг друга.
«Нам любопытно, почему мы не нашли подобные звездные системы с еще более короткими периодами обращения на внешней орбите», — сказал Пауэлл. «Роман должен помочь нам найти их и приблизить нас к выяснению их пределов».
Роман мог также найти затменные звезды, связанные вместе в еще более крупные группы — полдюжины, а может быть, и больше, вращающихся вокруг друг друга, как пчелы, жужжащие вокруг улья.
«До того, как ученые открыли тройные затменные тройные звездные системы, мы не ожидали, что они там появятся», — сказал соавтор Тамаш Борковиц, старший научный сотрудник обсерватории Баха Сегедского университета в Венгрии. «Но как только мы их нашли, мы подумали: а почему бы и нет? Роман тоже может раскрыть невиданные ранее категории систем и объектов, которые удивят астрономов».
