В центре остатков звезды заподозрили двойную систему
Астрономы при помощи наземных и космических телескопов смогли найти свидетельства того, что в центре планетарной туманности Abell 30 находится не одиночный белый карлик, а двойная система. Это позволит построить более точную модель эволюции остатка звезды и объяснить ее необычные свойства. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.
Планетарные туманности, несмотря на свое название, не имеют ничего общего с планетами. Это один из возможных сценариев финального этапа жизни звезд, который заключается в переходе светила с малой или средней массой (от 0,8 до 8 масс Солнца) из асимптотической ветви гигантов в белые карлики. Такой недолгий (до двадцати тысяч лет) переход сопровождается сбросом внешних слоев звезды, которые светятся благодаря ультрафиолетовому излучению от центральной звезды и имеют сложные и красивые формы. Исследование таких объектов позволяет разобраться в эволюции звезд и звездном нуклеосинтезе.
Abell 30 представляет собой сферическую планетарную туманность, которая находится в созвездии Рака, на расстоянии 5,5 тысячи световых лет от Солнца. Туманность была открыта в 1966 году и с тех пор она неоднократно изучалась разными группами ученых. Ее возраст составляет 12,5 тысячи лет, а в центральной области Abell 30 наблюдаются узловатые газовые структуры, бедные водородом, но богатые гелием и углеродом. В теории такие свойства туманности возникают в результате ее «перерождения» (born-again), когда во внешних слоях звезды происходит поздняя гелиевая вспышка, обозначаемая как VLTP (Very Late Thermal Pulse), что приводит к временному (около 200 лет) возвращению звезды в ряды красных гигантов. Однако существует и альтернативная гипотеза, объясняющая свойства таких объектов с точки зрения взаимодействия звезд в двойной системе.
Группа астрономов во главе с Джорджем Якоби (George Jacoby) из Национальной оптико-инфракрасной астрономической исследовательской лаборатории опубликовала результаты анализа данных наблюдений за центральной звездой туманности при помощи космического телескопа «Кеплер», наземных систем PanSTARRS и ATLAS, а также спектрографов ISIS и UVES и инструмента CAMELOT, установленных на крупных наземных телескопах. Ученых интересовало, что именно из себя представляет центральное тело туманности и может ли оно быть двойной системой.
Оказалось, что фотометрические данные «Кеплера» показывают наличие изменений яркости центрального тела туманности с периодом 1,06 дней, что интерпретируется как двойная система, состоящая из горячей центральной звезды, находящейся на этапе превращения в белого карлика, и более холодного субзвездного тела. Однако спектроскопические данные не могут в полной мере подтвердить эту версию, кроме того, существуют и другие гипотезы, считающиеся менее вероятными, например магнитные пятна на поверхности центральной звезды. Астрономы намерены в ближайшем будущем провести новые наблюдения за звездой, чтобы при помощи метода лучевых скоростей точно подтвердить или опровергнуть наличие двойной системы в Abell 30.
От редактора
После публикации заголовок заметки был переформулирован на более корректный.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы нашли «вывернутые наизнанку» остатки звезды и доказали, что массивные звезды способны образовывать планетарные туманности.
Александр Войтюк
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.