Астросейсмология помогла узнать свойства горячего сатурна
Астрономы благодаря космическому телескопу TESS и методам астросейсмологии открыли горячий cатурн на орбите вокруг красного гиганта. Это говорит о том, что изучение колебаний звезды сильно увеличивает вероятность определения свойств экзопланеты, обращающейся вокруг нее. Препринт работы доступен на портале arXiv.org.
Применение методов астросейсмологии в поиске и изучении экзопланет привело к целой череде открытий. Сейсмические волны, распространяющиеся в недрах звезд, приводят к колебаниям яркости, которые способны фиксировать космические телескопы, такие как CoRoT и «Кеплер». Это позволяет не только с большой точностью определять параметры звезд, такие как возраст, масса или радиус, но и открывать экзопланеты вблизи них и накладывать ограничения на их свойства.
Новооткрытая экзопланета TOI 197.01 находится на орбите звезды TOI-197 — это красный гигант, возраст которого сравним с возрастом Солнца. Его радиус в 2,9 раза больше радиуса Солнца, а масса в 1,2 раза превышает солнечную. Помимо телескопа TESS в наблюдениях за звездой участвовал ряд наземных телескопов, таких как обсерватория Кека, Тейде, Сайдинг-Спринг, Ла-Силья и обсерватория имени Уиппла.
Анализ данных наблюдений позволил определить, что радиус TOI-197.01 составляет 0,83 радиуса Юпитера, а масса — 0,1 массы Юпитера. Средняя плотность планеты в 13 раз меньше плотности Земли, она принадлежит к классу горячих сатурнов — газовых гигантов, расположенных очень близко к своей звезде, и обладающих распухшей под действием излучения звезды атмосферой. Один оборот вокруг своей звезды TOI-197.01 совершает за 14 дней.
Космический телескоп TESS был запущен в космос в апреле 2018 года и предназначен для поиска экзопланет методом транзитной фотометрии — он отслеживает изменение блеска звезды во время прохождения планеты по ее диску. Основные цели телескопа — яркие звезды и их системы, удаленные от Земли на расстояние от 30 до 300 световых лет. Кандидаты в экзопланеты становятся целями других обсерваторий, как наземных, так и орбитальных, которые занимаются дальнейшим детальным изучением объектов. В общей сложности за первые полгода своей работы телескоп обнаружил более 280 кандидатов в экзопланеты, из которых восемь было подтверждено. Кроме того, он пронаблюдал шесть вспышек сверхновых типа Ia.
Александр Войтюк
Они находятся в маломассивных рентгеновских двойных системах
Астрономы на основе наблюдений за пульсаром PSR J1023+0038 определили механизм переключения переходных миллисекундных пульсаров между режимами активности. Предполагается, что он связан с взаимодействием между пульсарным ветром и внутренней частью аккреционного диска, а также с выбросами вещества. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics. После рождения нейтронные звезды обладают очень высокой скоростью вращения, которая постепенно уменьшается со временем. Однако астрономам известны миллисекундные пульсары, представляющие собой быстровращающиеся нейтронные звезды, которые находятся в маломассивных рентгеновских двойных системах и раскручиваются до миллисекундных периодов вращения за счет аккреции вещества звезды-компаньона. Этот эволюционный путь состоит из нескольких стадий, одна из которых представлена переходными миллисекундными пульсарами — очень редкими и плохо изученными объектами. Они могут находиться в двух состояниях: радиопульсар (объект порождает импульсы радиоволн) и активный режим (нейтронная звезда ярко излучает в рентгеновском диапазоне, аккрецируя вещество из диска вокруг нее). В активном режиме ученые выделяют два состояния — высокий уровень активности, который возникает чаще всего и характеризуется пульсациями рентгеновского, ультрафиолетового и оптического излучения от пульсара, и низкий уровень активности, когда пульсаций нет. Астрофизиков очень интересует, каким образом эти режимы возникают и почему непредсказуемо меняются. Группа астрономов во главе с Марией Кристиной Бальо (Maria Cristina Baglio) из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби опубликовала результаты мультиволновых наблюдений за переходным миллисекундным пульсаром PSR J1023+0038, проведенных в июне 2021 года при помощи наземных и космических телескопов, таких как NuSTAR, XMM-Newton, «Хаббл», VLT, ALMA, VLA, NTT и FAST. PSR J1023+0038 был обнаружен в 2007 году как пульсар с периодом вращения 1,69 миллисекунды, обращающийся вокруг маломассивной звезды-компаньона (около 0,2 массы Солнца) за 4,75 часа. В 2013 году он перешел в режим высокого уровня активности, демонстрируя признаки формирования аккреционного диска. Данные наблюдений позволили астрономам построить физическую модель переключения миллисекундного пульсара между режимами активности. Во время высокого уровня активности существует ударная волна между ветром от пульсара и внутренним аккреционным потоком, где возникает большая часть рентгеновского излучения, а также рентгеновские, ультрафиолетовые и оптические пульсации. При этом самая внутренняя область усеченного, геометрически тонкого аккреционного диска, заменяется радиационно неэффективным, геометрически толстым потоком, а падающее на пульсар вещество втягивается в магнитное поле и ускоряется, образуя компактный джет из плазмы, которая выбрасывается наружу. Переход в режим низкого уровня активности инициируется дискретными выбросами вещества поверх джета вдоль оси вращения пульсара, что приводит к угасанию пульсаций. В таком состоянии пульсарный ветер все еще способен проникнуть в аккреционный диск и инициировать возникновение джета. Затем поток вещества из аккреционного диска может вновь заполнить область вблизи пульсара и он перейдет высокий режим активности. Ранее мы рассказывали о том, как ученые впервые увидели гамма-затмения пульсаров-«черных вдов» и напрямую измерили скорость собственного движения пульсара.