ALMA обнаружила спутник на орбите красного гиганта Pi1 Журавля

Гидродинамическое моделирование аккреционного диска вокруг спутника Pi¹ Журавля C. Автор: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02697-2

Близкие спутники могут влиять на звёздную эволюцию различными способами. Хотя некоторые спутники можно обнаружить вокруг молодых звёздных объектов, прямые наблюдательные свидетельства существования спутников у звёзд асимптотической ветви гигантов (AGB) или стареющих звёзд оставались неуловимыми.

Раскрытие тайн Pi¹ Журавля

На расстоянии около 530 световых лет от Земли красный гигант Pi¹ Журавля (Pi¹ Gruis) долгое время оставался загадкой для учёных. Будучи звездой асимптотической ветви гигантов (AGB), Pi¹ Журавля когда-то был похож на Солнце, но теперь это стареющая звезда в конце своей жизни, которая остыла и раздулась до размеров, превышающих солнечные в 400 раз, превратившись в красного гиганта.

Такие звёзды способны создавать новые элементы, испытывать пульсации с периодами от дней до лет и терять значительную часть своей массы — выбрасывая за четырёхлетний период количество материала, эквивалентное массе Земли — прежде чем закончить свою жизнь в виде планетарных туманностей или, говоря простым языком, ионизированного газа, выброшенного из красных гигантов на поздних стадиях их жизни.

Pi¹ Журавля светит в несколько тысяч раз ярче нашего Солнца, что делает обнаружение любых близких спутников у таких звёзд исключительно сложной задачей, поскольку они могут затмевать их своим блеском, а также изменяться по яркости.

ALMA обнаруживает скрытого спутника

В статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, международной команде учёных удалось напрямую показать орбиту спутника вокруг Pi¹ Журавля, используя разрешающую способность Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решётки (ALMA) — астрономического интерферометра из 66 радиотелескопов в пустыне Атакама на севере Чили.

Ёсия Мори, докторант по астрофизике в Университете Монаша, отвечал за проведение детальных сравнений между наблюдаемыми свойствами Pi¹ Журавля и современными моделями звёздной эволюции Университета Монаша, а также моделями из существующей литературы, которые предсказывают, как эти звёзды пульсируют.

«Ключевая часть понимания орбиты спутника — знание массы звезды AGB. Наша команда помогла лучше ограничить эту массу, используя наблюдаемую светимость и характеристики пульсаций, чтобы найти наиболее подходящую звёздную модель», — сказал г-н Мори.

«Это исследование особенно интересно, поскольку добавление близкого спутника в систему может создать дополнительный хаос в уже сложных процессах, окружающих эти звёзды».

Оспаривание предыдущих моделей звёздной эволюции

Несмотря на более ранние предсказания эллиптической орбиты для звезды-спутника, исследование наблюдало почти идеально круглую орбиту. Это говорит о том, что орбита эволюционирует быстрее, чем считалось ранее. Результат требует корректировки существующих моделей заключительного этапа жизни гигантских звёзд со спутниками.

Руководитель проекта Матс Эссельдёрс из Лёвенского католического университета говорит, что наше Солнце однажды также пройдёт через такую стадию.

«Понимание того, как близкие спутники ведут себя в таких условиях, помогает нам лучше предсказать, что произойдёт с планетами вокруг Солнца, и как спутник влияет на эволюцию самой звезды-гиганта», — сказал г-н Эссельдёрс.

Анализ предполагает, что предсказанные моделями темпы круговой циркуляции могли быть недооценены. Исследователи полагают, что это откроет новые пути для нашего понимания физики приливного взаимодействия и эволюции двойных систем.

Больше информации: Mats Esseldeurs et al, Evidence for the Keplerian orbit of a close companion around a giant star, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02697-2

Источник: Monash University