Kids

eso1627ru — Научный релиз

Белый карлик хлещет по красному мощным излучением

27 июля 2016 г.

Используя Очень Большой Телескоп ESO, а также ряд других наземных и космических телескопов, астрономы открыли новый тип экзотических двойных звезд. В двойной системе AR Скорпиона быстровращающийся белый карлик разгоняет электроны почти до скорости света. Эти высокоэнергетические частицы порождают всплески излучения, которое обрушивается на вторую звезду системы – красную карликовую звезду. В результате система в целом каждые 1.97 минут испускает мощное пульсирующее излучение в диапазоне от ультрафиолета до радиоволн. Результаты работы будут опубликованы в журнале Nature от 28 июля 2016 г.

В мае 2015 года группа астрономов-любителей из Германии, Бельгии и Великобритании наткнулась на звездную систему, которая вела себя совершенно необычным образом. Последующие наблюдения этой системы, проведенные сотрудниками Уорвикского университета с использованием целого ряда телескопов на Земле и в космосе [1], выявили истинную природу этой ранее неверно идентифицировавшейся двойной.

Звездная система AR Scorpii (сокращенно AR Sco), находится в созвездии Скорпиона в 380 световых годах от Земли. Она состоит из быстровращающегося белого карлика [2] размером с Землю, но в 200 000 раз более массивного, и холодного красного карлика массой в одну треть солнечной [3]. Компоненты системы вращаются вокруг общего центра тяжести с периодом 3.6 часа.

Уникальность этой двойной звездной системы заключается в том, что обладающий сильным магнитным полем и быстро вращающийся белый карлик ускоряет электроны почти до скорости света. Когда эти высокоэнергетические частицы несутся в пространстве, они испускают излучение в виде узкого направленного луча, который как бы хлещет по поверхности холодного красного компаньона. В результате в системе каждые 1.97 минуты происходит яркая вспышка с последующим резким затуханием. Эти мощные пульсации излучения происходят в радиодиапазоне, чего раньше в системах с белым карликом никогда не наблюдалось.

Ведущий исследователь Том Марш (Tom Marsh) из астрофизической группы Уорвикского университета так комментирует сделанное открытие: “Система AR Скорпиона открыта более 40 лет назад, но об ее истинной природе никто не догадывался, пока мы не начали ее наблюдать в 2015 г. В первые же минуты наблюдений мы поняли, что видим нечто необыкновенное.”

Наблюдаемые свойства AR Sco уникальны, но также и загадочны. Излучение в широком диапазоне частот свидетельствует о том, что оно порождается электронами, ускоряемыми в магнитном поле, которое может принадлежать быстровращающемуся белому карлику. Главной загадкой, однако, является источник самих электронов — неясно, связан ли он с белым карликом или с его более холодным компаньоном.

Система AR Scorpii впервые наблюдалась в начале 1970-х, и тогда регулярные флюктуации ее яркости с периодом 3.6 часа привели к ее неверной классификации в качестве одиночной переменной звезды [4]. Истинная причина переменности блеска AR Скорпиона была установлена благодаря объединенным усилиям любителей астрономии и астрономов-профессионалов. Подобные пульсации наблюдались и раньше, но не у белых карликов, а у нейтронных звезд — одних из самых плотных объектов во Вселенной.

Борис Гёнзике (Boris Gänsicke), соавтор нового исследования, тоже сотрудник Уорвикского университета, заключает: "Пульсации нейтронных звезд известны уже почти пятьдесят лет, и некоторые теоретики предсказывали, что белые карлики тоже могут демонстрировать подобное поведение. Замечательно, что нам удалось открыть такую систему. К тому же, это хороший пример сотрудничества астрономов-любителей и академических ученых".

Примечания

[1] Наблюдения, лежащие в основе этого исследования, выполнены на Очень Большом Телескопе ESO (VLT) в обсерватории Серро Параналь в Чили, телескопах Вильяма Гершеля и Исаака Ньютона из группы телескопов им.Исаака Ньютона на о.Ла Пальма (Испания, Канарские острова), Австралийской Компактной Решетке Телескопов (Australia Telescope Compact Array) в обсерватории Пола Уайльда (Наррабри, Австралия), Космическом Телескопе Хаббла NASA/ESA и космической миссии «Свифт» NASA.

[2]  Белые карлики образуются на последних стадиях жизненного цикла звезд с массами до примерно восьми масс Солнца. После того, как термоядерное горение водорода в недрах звезды заканчивается, изменения в ее внутренней структуре приводят к ее расширению и превращению в красного гиганта. За этим следует сжатие, в ходе которого внешние слои оболочки звезды выбрасываются в пространство в виде гигантских облаков пыли и газа, и остается ядро размером с Землю, но в 200 000 раз более плотное -- белый карлик. Ложка вещества, из которого состоит белый карлик, весила бы на Земле столько же, сколько весит слон.

[3] Этот красный карлик – звезда спектрального класса M. Звезды этого класса представляют собой наиболее распространенный тип звезд по Гарвардской спектральной классификации, в которой типы звезд обозначаются буквами в соответствии со своими спектральными характеристиками. Эта трудно запоминаемая последовательность букв такова: OBAFGKM. Для ее запоминания студенты придумали ряд мнемонических формул, таких, как Oh Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me (в русском языке существует формула, по легенде придуманная В.А.Амбарцумяном: «О Боже, АФГанистан, Куда Мы Несемся», и еще другая: «Один Бритый Англичанин Финики Жевал, Как Морковь»).

[4] Переменной звездой называется звезда, яркость которой меняется во времени. Эти флюктуации могут объясняться свойствами самой звезды – например, некоторые звезды в довольно сильной степени сжимаются и расширяются (пульсируют). Бывает и так, что происходят регулярные затмения звезды каким-либо другим объектом. AR Scorpii ошибочно принималась за единичную переменную.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “A radio pulsing white dwarf binary star”, T. Marsh и др., которая публикуется в журнале Nature от 28 июля 2016 г.

Состав исследовательской группы: T.R. Marsh (University of Warwick, Coventry, UK), B.T. Gänsicke (University of Warwick, Coventry, UK),  S. Hümmerich (Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e.V., Germany; American Association of Variable Star Observers (AAVSO), USA) , F.-J. Hambsch (Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e.V., Germany; American Association of Variable Star Observers (AAVSO), USA; Vereniging Voor Sterrenkunde (VVS), Belgium), K. Bernhard (Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e.V., Germany; American Association of Variable Star Observers (AAVSO),USA), C.Lloyd (University of Sussex, UK), E. Breedt (University of Warwick, Coventry, UK), E.R. Stanway (University of Warwick, Coventry, UK), D.T. Steeghs (University of Warwick, Coventry, UK), S.G. Parsons (Universidad de Valparaiso, Chile), O. Toloza (University of Warwick, Coventry, UK), M.R. Schreiber (Universidad de Valparaiso, Chile), P.G. Jonker (Netherlands Institute for Space Research, The Netherlands; Radboud University Nijmegen, The Netherlands), J. van Roestel (Radboud University Nijmegen, The Netherlands), T. Kupfer (California Institute of Technology, USA), A.F. Pala (University of Warwick, Coventry, UK) , V.S. Dhillon (University of Sheffield, UK; Instituto de Astrofisica de Canarias, Spain; Universidad de La Laguna, Spain), L.K. Hardy (University of Warwick, Coventry, UK; University of Sheffield, UK), S.P. Littlefair (University of Sheffield, UK), A. Aungwerojwit (Naresuan University, Thailand),  S. Arjyotha (Chiang Rai Rajabhat University, Thailand), D. Koester (University of Kiel, Germany),  J.J. Bochinski (The Open University, UK), C.A. Haswell (The Open University, UK), P. Frank (Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e.V., Germany) and P.J. Wheatley (University of Warwick, Coventry, UK).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: крупнейший в мире телескоп для выполнения обзоров неба в инфракрасных лучах VISTA и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Tom Marsh
Department of Physics, University of Warwick
Coventry, United Kingdom
Телефон: +44 24765 74739
Email: t.r.marsh@warwick.ac.uk

Boris Gänsicke
Department of Physics, University of Warwick
Coventry, United Kingdom
Телефон: +44 24765 74741
Email: Boris.Gaensicke@warwick.ac.uk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1627.

О релизе

Релиз №:eso1627ru
Название:AR Scorpii
Тип:Milky Way : Star : Grouping : Binary
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FORS2, HAWK-I, X-shooter
Science data:2016Natur.537..374M

Изображения

Взгляд художника на экзотическую двойнyю систему AR Скорпиона
Взгляд художника на экзотическую двойнyю систему AR Скорпиона
Звезда AR Sco в созвездии Скорпиона
Звезда AR Sco в созвездии Скорпиона
Широкоугольный снимок окрестности экзотической двойной системы AR Sco
Широкоугольный снимок окрестности экзотической двойной системы AR Sco

Видео

Взгляд художника на экзотическую двойнyю систему AR Скорпиона: видео
Взгляд художника на экзотическую двойнyю систему AR Скорпиона: видео
«Полет» к экзотической двойной системе AR Sco
«Полет» к экзотической двойной системе AR Sco

Также смотрите наши