Периодическое падение яркости двойной звезды объяснили плотным облаком пыли

Астрономы обнаружили неравномерные периодические падения яркости одной из звезд в двойной системе TIC 400799224, которые нельзя объяснить затмением звезды другой звездой или планетой. По мнению ученых такое явление может возникать из-за спорадически возникающего плотного облака пыли, которое порождается одним или несколькими крупными телами. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Если длительно следить за изменением яркости звезды, то в некоторых случаях можно выявить у нее периодические небольшие падения блеска, вызванные прохождением планеты по диску светила. Подобный метод обнаружения экзопланет называется транзитным и широко применяется на практике, наиболее известными телескопами, ищущими транзиты, являются «Кеплер» и TESS. Наряду с огромным количеством обнаруженных экзопланет их наблюдения привели к открытию целого ряда явлений, таких как ударная волна от сверхновой, экзокометы, распадающиеся планеты, необычные кратные системы звезд, а также знаменитая звезда Бояджян (или звезда Табби). Несмотря на то, что «Кеплер» завершил свою работу, а TESS — основную научную программу, открытия необычных переменных источников излучения происходят до сих пор.

Группа астрономов во главе с Брайаном Пауэллом (Brian P. Powell) из Центра космических полетов имени Годдарда сообщила об открытии необычного объекта вокруг одной из звезд в широко разделенной двойной системе TIC 400799224. Первоначально она привлекла внимание ученых во время повторного анализа архива данных TESS при помощи нейронной сети, после чего исследователи обратились к данным наблюдений системы ASAS-SN, Evryscope, LCOGT и других наземных телескопов.

Изменения блеска звезды в системе TIC 400799224 возникают с периодом 19,77 суток, однако они непостоянны по форме, глубине провала яркости и продолжительности. Самое сильное падение блеска длилось около двух дней и имело глубину около 25 процентов. Однако, учитывая, что в системе есть две звезды, фактическая глубина затмения звезды может составлять до 37 или 75 процентов от начального уровня.

Ученые заметили, что поведение TIC 400799224 напоминает поведение систем, где наблюдалось разрушение планет или планетезималей с образованием пыли. Если предположить, что в рассматриваемом случае есть источник пыли микронных размеров, то он должен генерировать пылинки со скоростью 3×10¹² грамм в секунду (или около пяти масс Солнца за миллиард лет). Если бы с такой скоростью разрушался астероид Церера, радиусом 500 километров, то его хватило бы на восемь тысяч лет. 

Исследователи считают, что вокруг звезды по орбите может двигаться тело, спорадически испускающее облако из пыли и обломков, общей массой примерно 10¹⁹ граммов, или же в системе происходит столкновение крупных тел, что также ведет к образованию пыли. Чтобы точно установить природу затмений в TIC 400799224 ученым понадобятся новые данные наблюдений, которые можно вести с помощью небольших телескопов, а также определить, какая из двух звезд, составляющих TIC 400799224, является истинной звездой-хозяином затмевающего объекта.

О загадочной природе звезды Табби и том, как астрономы пытались понять ее природу, мы рассказывали в материале «Детективная история звезды Табби».

Александр Войтюк