Астрономы нашли рекордно быструю двойную из белого и коричневого карликов

Астрономы из США, Канады и Турции обнаружили необычную двойную систему — WD1202-024. Она состоит из коричневого и белого карлика, обращающихся друг вокруг друга с периодом в 71 минуту. Это соответствует скоростям движения около 100 километров в секунду. Астрономы отмечают, что это рекордно малый период обращения для пре-катаклизмических систем, в которых между звездами еще не происходит переноса массы. Исследование направлено к публикации в журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (препринт), кратко о нем сообщает пресс-релиз Университета Бишопс.

Катаклизмические переменные — тесные двойные звезды, в которых между массивным и вторичным компонентом происходит перенос вещества. Типичная эволюция и поведение таких систем хорошо описаны. На первом этапе постаревшая массивная звезда становится гигантом с огромной газовой оболочкой. Эта оболочка больше не удерживается звездой и частично поглощается вторичным компонентом. Это приводит к сближению объектов — вторичный компонент попадает в газовую оболочку звезды. После рассеяния оболочки наступает состояние пре-катаклизмической переменной с периодом от двух часов до суток.

Затем, в некоторых случаях, начинается перенос вещества со вторичного компонента на белого карлика — ядра старой звезды. В момент начала этого переноса пре-катаклизмическая переменная становится катаклизмической. Ее активность описывается как вспышечная и взрывная. Затем происходит дальнейшее сокращение или расширение орбиты.

Авторы новой работы анализировали данные о светимости звезд, собранные телескопом «Кеплер» за время миссии К2 (после поломки второго маховика). Главная цель телескопа — поиск экзопланет транзитным методом. Когда экзопланета пролетает перед диском звезды, яркость последней немного ослабевает. Астрономы обнаружили в данных пример гораздо более сильного периодического ослабевания яркости звезды, чем того можно было ожидать от транзита экзопанеты. Периодичность процесса — менее полутора часов. Так как «Кеплер» собирает данные для каждого следующего снимка около получаса ученые выполнили серию наземных наблюдений для уточнения периода.

Кривая яркости, полученная «Кеплером» (черная линия) и кривая блеска смоделированная из геометрических соображений

Кривая яркости, полученная из наземных наблюдений с временем выдержки восемь секунд

На основе эти наблюдений и компьютерного моделирования ученые показали, что рядом со звездой — белым карликом с массой в два с половиной раза меньше, чем у Солнца, обращается коричневый карлик «несостоявшаяся звезда», масса которой равна 6,7 процента массы Солнца или 67 массам Юпитера. При этом размеры коричневого карлика примерно в четыре раза больше, чем размеры массивной центральной звезды. Авторы отмечают, что эта система относится к типу пре-катаклизмических переменных, к тому же она обладает рекордно малым периодом обращения. В ближайшие 250 миллионов лет она перейдет в катаклизмическое состояние, и сначала сократит свою периодичность до 55 минут, а затем начнет увеличивать.

Хотя для пре-катаклизмических двойных период обращения в 71 минуту является рекордным, после того как в двойной начинается перенос вещества периодичность может сильно сократиться. Примером являются звезды типа AM Гончих Псов — их период обращения может достигать шести минут.

В 2016 году астрономы-любители помогли найти новый класс двойных звезд, состоящий из красного и белого карлика. В системах типа AR Скорпиона происходит значительное ускорение электронов магнитным полем белого карлика. В результате столкновения релятивистских электронов с холодным компаньоном белого карлика возникает дополнительная активность, генерирующая вспышки в широком диапазоне энергий — от радиоволн до ультрафиолета.