Астрономы обнаружили четыре скрытых белых карлика вблизи Земли

Художественное изображение красного карлика с белым карликом-компаньоном, выглядывающим из-за него. Диаметры обеих звезд показаны в масштабе. Источник: Марк А. Гарлик / Уорикский университет

Астрономы напрямую подтвердили существование четырех ранее скрытых белых карликов в близлежащих двойных системах. Каждая система находится в пределах 65 световых лет от Земли, а одна из них содержит девятый по близости к Солнцу известный белый карлик.

Открытия были сделаны исследователями из Уорикского университета и Университета Колорадо в Боулдере. Результаты опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Каждый белый карлик вращается вокруг красного карлика. Поскольку красные карлики выглядят больше и ярче, в видимом свете эти системы казались одиночными звездами. Новые наблюдения показали, что все четыре близлежащих красных карлика скрывали компаньонов-белых карликов.

«Одиночные белые карлики поблизости обычно легко найти, но мы не могли увидеть эти четыре звезды напрямую в видимом диапазоне, потому что их красные карлики-компаньоны заглушали их свет. Это напоминание о том, что даже в нашем собственном космическом соседстве мы все еще можем находить сюрпризы, если смотреть правильным способом, на правильных длинах волн», — сказала первый автор исследования, доктор Мейри О'Брайен, научный сотрудник Уорикского университета.

Астрономы десятилетиями тщательно каталогизировали звезды вблизи Солнца, однако белые карлики в таких системах остаются трудными для обнаружения. Четыре системы привлекли внимание из-за выраженного радиального колебания их видимых звезд. Это движение возникает, когда звезда слегка смещается к Земле и от нее, поскольку невидимый массивный объект притягивает ее во время вращения. Колебание указывало на то, что у каждого красного карлика есть скрытый компаньон.

Исследователи использовали данные ультрафиолетового спектрографа с космического телескопа «Хаббл» для более детального изучения четырех систем. Белые карлики, как правило, гораздо легче распознать в ультрафиолетовом свете. Однако красные карлики могут производить мощные вспышки, имитирующие ультрафиолетовый сигнал белого карлика, что затрудняет подтверждение. Чтобы отделить истинные сигналы от эффектов звездных вспышек, команда разработала специальные методы калибровки. Этот анализ официально подтвердил, что все четыре системы содержат звезды-белые карлики.

Одна из систем, G 203-47, была особенно загадочной. Хотя она находится всего в 25 световых годах от нас, астрономам потребовалось 27 лет после первого обнаружения ее радиального колебания, чтобы идентифицировать скрытый белый карлик. Этот объект теперь признан девятым по близости белым карликом к Солнцу.

G 203-47 также ведет себя иначе, чем подобные двойные системы. Ее красный карлик совершает более 100 дней на один оборот, хотя он обращается вокруг белого карлика каждые 14,9 дней. При нормальных обстоятельствах гравитационное взаимодействие между двумя тесно вращающимися звездами должно было бы синхронизировать их движение через приливный захват. В G 203-47, однако, красный карлик вращается слишком медленно, чтобы быть синхронизированным со своей орбитой.

«Что интересно, так это то, что G 203-47 не должен вращаться так медленно, если бы он сформировался так же, как аналогичные системы. Это предполагает, что у этих двойных систем была совершенно разная эволюционная история. Некоторые из них пережили бурные, длительные взаимодействия на ранних этапах, которые привели к их приливному захвату. Другие, как G 203-47, пережили более мягкие и короткие столкновения, которые оставили их в этом необычном состоянии», — сказал соавтор исследования доктор Дэвид Уилсон, научный сотрудник Университета Колорадо в Боулдере.

Необычное вращение G 203-47 предполагает, что не все пары белый карлик и красный карлик развивались по одному и тому же процессу. Четыре открытия также позволили астрономам пересмотреть перепись белых карликов в пределах 20 парсеков (65 световых лет). Предыдущие модели популяции предсказывали, что в этом регионе должно существовать примерно от 4 до 5 тесных двойных систем, состоящих из белого и красного карликов. Исследователи идентифицировали ровно четыре, что почти соответствует теоретическим оценкам.

Открытия могут не завершить картину. Большинство близлежащих красных карликов еще не были систематически исследованы на предмет скрытых компаньонов-белых карликов. «Только около 30 процентов красных карликов в пределах 20 парсеков были систематически исследованы на предмет скрытых компаньонов-белых карликов. Мы считаем, что в нашей локальной звездной среде может быть еще от 9 до 10 дополнительных двойных систем, которые мы еще не нашли. Если мы приложим больше целенаправленных усилий для наблюдения за красными карликами, возможно, мы найдем еще больше подобных сюрпризов», — заключил профессор Пьер-Эммануэль Трембле из Уорикского университета.