Телескоп Gaia нашел первый «грязный» белый карлик
Телескопу Gaia удалось открыть своего первого одиночного белого карлика, загрязненного металлами, сообщается в статье, принятой к публикации в Research Notes of the American Astronomical Society. Звезда получила название GaiaJ1738−0826.
Белые карлики — это компактные звезды, которые находятся на завершающих стадиях эволюции. Несмотря на то, что масса таких объектов сравнима с массой Солнца, их радиус почти в 100 раз меньше, чем у него. В основном в спектре белых карликов находят линии, соответствующие водороду и гелию. Первый белый карлик, обогащенный металлами, был открыт еще в 1917 году американским астрономом Адрианом ван Мааненом. В то время это было очень необычное явление: небесное тело выглядело как карликовая звезда, но ее спектр соответствовал довольно яркой массивной звезде. Долгое время исследователи пытались решить эту загадку, пока не пришли к выводу, что в атмосфере звезды присутствует большое количество металлов — элементов тяжелее водорода и гелия.
Позднее астрономы поняли, что обогащенные металлом белые карлики — большая редкость. Дело в том, что более тяжелые элементы, попав в атмосферу такой звезды, должны попросту тонуть в ней, оседая в более глубоких слоях ближе к ядру. Кроме того, этот процесс длится недолго относительно времени жизни светила — иногда он занимает всего несколько дней.
Группа американских и канадских астрономов под руководством Карла Мелиса (Carl Melis) из Центра астрофизики и космических наук изучала данные последнего релиза DR2 телескопа Gaia Европейского космического агентства. Инструмент измерил яркость и цвет 1,7 миллиарда звезд, и изменения этих параметров для 500 миллионов объектов. Кроме того, в каталог вошли данные о лучевых скоростях 7 миллионов звезд, что позволяет узнать по каким траекториям они движутся относительно центра Млечного пути.
Ученые выбрали звезду GaiaJ1738−0826 из каталога на основе анализа цвета и абсолютных звездных величин определенного типа объектов. Затем исследователи провели спектроскопические наблюдения белого карлика в Ликской обсерватории и обнаружили в его спектре линии, соответствующие кальцию (Ca II). Таким образом, оказалось, что GaiaJ1738−0826 — загрязненный металлами белый карлик с радиусом 0,012 и массой 0,6 солнечных. Эффективная температура его поверхности составляет 7050 кельвинов, а светимость — лишь 3,3 процента от светимости Солнца.
Основываясь на анализе отношения концентрации атомов кальция к атомам водорода, астрономы посчитали, что GaiaJ1738−0826 в текущем состоянии должна поглощать примерно 2600 килограмм кальция в секунду. Таким образом, в общей сложности звезда может «съедать» около 160 тысяч килограмм вещества каждую секунду, допуская на основании прошлых исследований, что кальций составляет примерно 1,6 процента от общего числа поглощаемых металлов.
Однако авторы отмечают, что если скорость аккреции GaiaJ1738−0826 действительно составляет 160 тысяч килограмм в секунду, то вокруг нее, вероятно, должен существовать обломочный диск. Однако архивные данные телескопа «Спитцер» и обзора VISTA Hemisphere Survey не подтверждают эту гипотезу.
Недавно ученые обнаружили белый карлик, атмосфера которого практически полностью состоит из кислорода и лишена водорода и гелия. Также исследователи увидели белый карлик, находящийся в стадии сжатия.
Кристина Уласович
Это первый известный гидрид металлов в атмосферах экзопланет
Астрономы при помощи наземных телескопов достоверно обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Это первый случай подтвержденного открытия гидрида металлов в атмосферах экзопланет. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Линии гидридов и оксидов металлов используются астрофизиками при спектроскопических исследованиях атмосфер очень холодных звезд и коричневых карликов для их классификации и определения некоторых свойств — например, металличности или наличия облаков. Горячие экзогиганты могут обладать температурой, сравнимой с температурой коричневых карликов (а порой и звезд), поэтому в них тоже можно найти оксиды и гидриды металлов, которые влияют на свойства их атмосфер, например, вызывают температурную инверсию. Неоднократные поиски на горячих и теплых экзопланетах гидридов железа и хрома уже давали интересные кандидатуры, однако эти результаты основаны на спектроскопии низкого разрешения, что затрудняет достоверную идентификацию различных соединений и не позволяет сделать однозначных выводов. Группа астрономов во главе с Лаурой Флэгг (Laura Flagg) из Корнеллского университета сообщила об однозначном обнаружении гидрида хрома (CrH) в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений высокого разрешения, проведенных при помощи спектрографов GRACES и UVES, установленных на наземных телескопах «Джемини-Север» и VLT. Наблюдения велись в 2017 и 2022 году, во время транзитов планеты по диску звезды. Масса WASP-31b оценивается в 0,478 массы Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, она совершает один оборот вокруг своей звезды спектрального класса F5 за 3,4 дня и обладает равновесной температурой 1481 кельвин, а также очень низкой плотностью. Ранее в атмосфере экзопланеты уже был обнаружен гидрид хрома, однако тогда данные казались не до конца убедительными — статистическая значимость открытия составила 3,3 сигма. В текущем исследовании статистическая значимость обнаружения гидрида хрома составляет 5,6 сигма, что делает WASP-31b первой экзопланетой с подтвержденным наличием гидрида металла. Авторы отмечают, что текущие возможности наземной спектроскопии высокого разрешения для поисков гидридов и оксидов металлов на других экзопланетах ограничены и для новых открытий стоит использовать космические телескопы, такие как «Джеймс Уэбб», а также будущие крупные наземные телескопы следующего поколения. Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали барий, самарий и тербий в атмосферах ультрагорячих юпитеров — это самые тяжелые найденные на сегодня элементы в атмосферах экзопланет.