Астрономи вирішили загадку «неможливої» зірки

Декілька років тому вчені відкрили білий карлик, що обертається навколо сонцеподібної зірки в системі KIC 8145411. Після ряду спектроскопічних досліджень з’ясувалося, що цей об’єкт дуже «легкий». Своєю чергою, комп’ютерне моделювання показало, що маломасивні білі карлики в таких системах існувати не можуть. Після нового аналізу американські астрономи нарешті пояснили цей феномен.

У 2019 році міжнародна команда астрономів оголосила про відкриття незвичайної зіркової системи під назвою KIC 8145411, в якій білий карлик звертається навколо зірки сонячного типу кожні 456 днів. KIC 8145411 — рідкісний приклад подвійної системи, де гравітаційна дія компактного білого карлика трохи збільшує світність більш потужної зірки-компаньйона щодо спостерігача. Саме цей ефект допоміг дослідникам вирахувати масу карлика.

У своїй роботі астрономи розповіли, що маса білого карлика виявилася втричі меншою від очікуваної від подібних світил: вона склала всього п’яту частину маси Сонця (близько 0,2 сонячної). Такі маломасивні об’єкти вчені раніше спостерігали лише в тих системах, у яких дві зірки розташовані дуже близько одна до одної. Тобто на відстані, що дозволяє більшому компаньйону перетягувати речовину зі свого сусіда, таким чином прискорюючи його «еволюцію».

Велика зірка «здирає» з маленької зовнішні шари і перетворює її на білого карлика малої маси. Самі по собі білі карлики такої малої маси не виникають, тому що утворюються з більш масивних зірок.

У KIC 8145411 картина зовсім інша. Білий карлик обертається від сонцеподібної зірки на відстані, що перевищує відстань між Землею та Сонцем (одна астрономічна одиниця). Іншими словами, це занадто далеко для того, щоб більша зірка могла «здерти» оболонку з маленького сусіда. Сучасні астрономічні моделі показали, що в системах типу KIC 8145411 маломасивні білі карлики існувати не можуть.

Група астрономів із Каліфорнійського технологічного інституту під керівництвом Нацуко Ямагуті (Natsuko Yamaguchi) спробувала розгадати цей феномен. Про свої результати вчені розповіли у статті, опублікованій на сайті електронного архіву препринтів arXiv.

Щоб досліджувати зіркову систему KIC 8145411, Ямагуті та її колеги скористалися телескопами Паломарської обсерваторії, розташованої в окрузі Сан-Дієго в штаті Каліфорнія: 200-дюймовим телескопом Хейла, 48-дюймовим телескопом Самуеля Оскопа Самуеля-Одюмом.

Дослідники виявили, що система KIC 8145411 зовсім не подвійна, як передбачали їхні колеги, які відкрили «неможливий» білий карлик. Там знаходиться ще одна, третя, зірка — світило сонячного типу, що обертається навколо двох інших зірок на відстані приблизно 700 астрономічних одиниць.

Команда Ямагуті знову провела розрахунки маси білого карлика, але використовуючи для цього світність нової зірки. Дослідники визначили, що його маса цілком прийнятна для таких об’єктів — 0,5-0,6 сонячної. Тобто виявилося, що білий карлик у системі KIC 8145411 зовсім не «неможливий», таким його зробила помилка попередньої групи вчених.

Відкриття прихованої зірки KIC 8145411 дозволяє припустити, що в деяких подвійних зіркових системах насправді знаходиться ще третє, «невидиме», світило. Це, своєю чергою, може внести плутанину до розрахунків, необхідні визначення зоряних мас. На думку авторів наукової роботи, їхні колеги, ймовірно, потрапили в ситуацію, «коли дві яскраві зірки помилково сприйняли одну».