Как художник видит систему из красного и коричневого карликов
Обнаружена рекордная бинарная система, взаимная орбита звёзд в которой настолько плотная, что оба объекта могли бы с комфортом разместиться внутри Солнца.
Система под названием ZTF J2020+5033 находится на расстоянии всего 457 световых лет от Солнца и состоит из коричневого карлика с высокой массой и красного карлика с низкой массой, которые вращаются друг вокруг друга по орбите с периодом всего в 1,9 часа. Это самая близкая орбита, по которой вращается коричневый карлик, она более чем в 7 раз меньше предыдущего рекордсмена. Расстояние между двумя объектами составляет менее половины радиуса Солнца. Результаты исследования опубликованы в журнале The Open Journal of Astrophysics и размещены на сайте arXiv.
Нам известно очень немного коричневых карликов, состоящих в таких тесных двойных связях с другими малыми звёздами. ZTF J2020+5033, по мнению группы специалистов под руководством астрофизика Карима Эль-Бадри из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, может дать нам некоторые ключи к разгадке того, почему это так редко бывает.
Коричневые карлики формально не подпадают под определение звёзд, занимая промежуток между крошечными звёздами и массивными планетами. Их масса примерно в 13-80 раз больше массы Юпитера, и они достаточно массивны, чтобы в их ядрах происходил синтез дейтерия, но не водорода, который питает «полноценные» звёзды.
Как, по мнению художника, коричневый карлик будет выглядеть с поверхности одной из его планет
Заметить их нелегко, поскольку они довольно маленькие и тусклые. В Млечном Пути известно около 5 тыс. коричневых карликов, и большинство из них изолированы и существуют сами по себе. Лишь около 1% звёзд, похожих на Солнце и меньших по массе, образуют двойные системы с коричневыми карликами на расстоянии в пределах нескольких астрономических единиц.
Тем не менее, астрономы ищут такие системы. Парные коричневые карлики, взаимодействующие со звездой-компаньоном, могут помочь нам точнее измерить их параметры и лучше понять их формирование и эволюцию.
Эль-Бадри и его коллеги отправились на поиски маломассивных двойных звёзд, которые могли бы включать коричневый карлик, используя установку для поиска транзиентов имени Цвикки (Zwicky Transient Facility, ZTF), и обнаружили ZTF J2020+5033. Последующие исследования с использованием различных наборов данных, в том числе данных телескопа Гайя, позволили получить точные измерения системы и подтвердить её характеристики.
Иллюстрация диапазонов масс космических объектов.
Красный карлик системы также относительно мал - всего 17,6% от радиуса и 13,4% от массы Солнца. Коричневый карлик, напротив, находится на грани верхнего предела массы этих малоизученных объектов: его радиус примерно равен радиусу Юпитера, но масса в 80,1 раза больше его массы.
Другие свойства позволяют предположить, что оба объекта довольно старые, что вызывает вопросы о том, как они оказались там, где они сейчас. Эль-Бадри и его коллеги полагают, что когда-то оба объекта были значительно больше, чем сейчас, что означает, что когда-то они были удалены друг от друга на расстояние по меньшей мере в 5 раз большее.
Когда вещество звезды вылетает из атмосферы, оно довольно долго тормозится её магнитным полем, прежде чем сможет окончательно покинуть её. Подобно тому, как вращающийся конькобежец замедляет движение, вытягивая руки, такое распределение массы замедляет вращение звезды, что приводит к уменьшению орбиты в случае бинарных звёзд. Судя по плотной орбите в данной бинарной системе, такое «магнитное торможение», по-видимому, является эффективным процессом даже для маломассивных звёзд и коричневых карликов.
Это означает, что в будущем орбита ZTF J2020+5033 будет и далее уменьшаться. Несмотря на то, что коричневый карлик меньше по размеру и массе, чем красный карлик, его поверхностная гравитация несколько выше; это, в свою очередь, означает, что по мере сближения коричневый карлик начнёт отбирать материал у красного карлика.
Если магнитное торможение играет роль в сжатии орбиты, то этот обмен массой должен начаться через несколько десятков миллионов лет. Мы не увидим этого, но обнаружение этой системы так близко от нас позволяет предположить, что такие тесные маломассивные двойные звёзды встречаются довольно часто. Возможно, мы просто не обнаружили их, потому что они такие тусклые.
Однако совершенствование телескопов вскоре может открыть нам и другие подобные системы, что позволит учёным провести более глубокое исследование магнитного торможения у небольших звёзд.
Источник новости: habr.com
