Открыта первая «однобокая» пульсирующая звезда

При помощи космического телескопа TESS астрономы обнаружили первый пример звезды, ось пульсаций которой значительно наклонена из-за приливных взаимодействий с другим светилом в двойной системе. Также с одной стороны колебания поверхности оказываются намного сильнее, чем с противоположной, и других таких объектов пока что не зарегистрировано, пишут авторы в журнале Nature Astronomy.

Звезды — это основной тип изучаемых астрономией объектов. Значительная часть сегодняшнего понимания устройства Вселенной напрямую связана с изучением свойств звезд. С одной стороны это связано с большим количеством и разнообразием светил, а с другой — с их относительной простотой с физической точки зрения, которая позволяет строить детальные теоретические модели.

Два основных метода позволяют сравнивать теорию с наблюдениями с высокой точностью: анализ света затменных двойных и астросейсмология. Первый позволят на основе зависимости потока от времени (кривой блеска) определять глобальные свойства звезд, такие как масса и радиус, а второй — узнать о внутреннем строении посредством исследования их колебаний. Комбинация этих методов может быть еще более продуктивной, чем применение по отдельности, но подходящие источники встречаются редко.

Астрономы выделяют множество типов пульсирующих звезд, которые могут очень сильно отличаться, но колебания той или иной амплитуды свойственны как минимум большинству звезд. Некоторые, например Солнце, на малых промежутках времени практически не меняются, в то время как другие, такие как классические цефеиды, испытывают значительные пульсации размера и температуры поверхности.

Некоторые виды пульсаций рассматривались теоретиками за десятки лет назад до открытия в наблюдениях. В частности, так случилось с пульсациями, вызванными переменными приливами: лишь появление подробных наблюдений космического телескопа Kepler позволило открыть их. Наиболее яркими представителями этого класса пульсирующих светил являются «звезды с сердцебиением» (heartbeat stars), которые обращаются по вытянутым орбитам и при близком прохождении деформируются, что делает их кривую блеска похожей на кардиограмму.

Ученые под руководством Геральда Хэндлера (Gerald Handler) из Астрономического центра имени Николая Коперника и его коллеги из Австралии, Испании, Польши, США и Японии обнаружили первый пример двойной звезды, в которой пульсации одной из компонент происходят относительно оси, лежащей в плоскости орбиты, — HD 74423. В результате взаимодействия колебания становятся неоднородными, а их амплитуда на одном полушарии оказывается примерно в десять раз больше, чем на противоположном, что делает данный объект первый известным со столь значительной асимметрией пульсаций.

В отличие от «звезд с сердцебиением», у которых периодические приливы являются причиной пульсаций, в данном случае воздействие близкого компонента наклоняет ось пульсаций относительно оси вращения. В результате пульсации происходят вдоль оси, почти совпадающей с линией апсид. Такой вывод ученые сделали, так как пульсации были синхронизованы с орбитальной фазой двойной, которая определялась на основе спектроскопических измерений.

Астрономы отмечают, что на данный момент HD 74423 оказывается уникальным объектом, но должны существовать другие подобные ему. Пока основным вопросом в плане данной системы остается на какой стороне пульсации усилены: на обращенной к компаньону или на противоположной. В более широком контексте исследователи надеются понять возбуждаются ли при приливных взаимодействиях акустические p-моды, связанные с флуктуациями давления, или гравитационные g-моды, которые обусловлены перемещением внутри светила частей с разной плотностью.

Ранее астрономы впервые увидели пузыри на поверхности другой звезды, ограничили изменение гравитационной постоянной с помощью пульсаций древней звезды и записали пьесу для переменной звезды Y Жирафа и фортепиано.

Тимур Кешелава