Для большинства звезд характерно наличие хотя бы одного компаньона – звезды, находящейся поблизости, и это справедливо и для старых звезд. Однако поиск таких близких соседей осложняется мощным излучением гигантов. К счастью, ученым удалось впервые обнаружить компаньона у старого гиганта Пи¹ Журавля А, используя телескоп ALMA.
Влияние близкого расположения двух звезд на их развитие является закономерным процессом: происходит обмен веществом, и они оказывают взаимное гравитационное воздействие. Ученые-астрономы идентифицировали подобные пары как у протозвезд, звезд, находящихся на главной последовательности, и у компактных объектов, таких как белые карлики и нейтронные звезды.
Как правило, у большинства звезд, масса которых превышает 0,8 солнечной, присутствует как минимум один компаньон. Около 95% таких светил в процессе эволюции достигают асимптотической ветви гигантов – стадии развития, характеризующейся относительно низкой температурой, но при этом значительно увеличенными размерами и светимостью. В частности, их светимость может превышать светимость Солнца в десятки тысяч раз. Обнаружить небольшую звезду-компаньона, расположенную в непосредственной близости (в пределах пяти звездных радиусов) от такого гиганта, – сложная, но крайне важная задача для изучения поздних этапов развития звезд.
В асимптотической ветви гигантов можно найти множество переменных звезд. При изучении их пульсаций исследователи обнаружили, что у некоторых из них присутствует второй, продолжительный период колебаний, который может указывать на присутствие близкой звезды-спутника. Пи¹ Журавля A оказалась в числе таких объектов, поэтому внимание ученых было направлено на ее детальное изучение.
Пи¹ Журавля находится на расстоянии 530 световых лет от Земли. В прошлом она напоминала Солнце, однако сейчас это красный гигант, который приблизительно в 400 раз превосходит наше светило по размерам и в семь тысяч раз по яркости. Интенсивный звездный ветер выбрасывает в окружающее пространство значительное количество газа и пыли.
Используя комплекс радиотелескопов ALMA, ученые смогли обнаружить компаньона Пи¹ Журавля C в непосредственной близости от Пи¹ Журавля А. Впервые удалось получить изображение столь близкого соседа у звезды, находящейся на стадии асимптотической ветви гигантов. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
«Наблюдение за звёздами-гигантами представляет собой сложную задачу. Их окрестности характеризуются высокой турбулентностью, из-за чего соседние звёзды словно скрываются за пылью. С использованием новых методик нам впервые удалось непосредственно проследить траекторию их движения», — прокомментировал главный автор научной статьи Матс Эссельдор, исследователь из Левенского католического университета (Бельгия).
Звезда-компаньон Пи¹ Журавля C вращается против часовой стрелки на расстоянии 6,81 астрономической единицы (а. е., что соответствует среднему расстоянию от Солнца до Земли) от гиганта. Орбитальный период этой звезды составляет приблизительно 11,76 земных лет, или 4300 земных дней. Вокруг нее сформирован аккреционный диск.
Пи¹ Журавля C, вероятно, представляет собой звезду главной последовательности жёлто-белого цвета (спектрального класса F6-F8V) или массивный белый карлик. Более точные данные будут получены благодаря наблюдениям, проведённым с помощью космического телескопа «Хаббл».
У системы Пи¹ Журавля присутствует аномалия, которую исследователи не смогли интерпретировать: ее компаньон обладает почти круглой орбитой. Специалисты предполагали, что траектория его движения будет более вытянутой, поскольку компьютерное моделирование указывает на эллиптическую форму. К тому же, у звезд, находящихся на стадии постасимптотической ветви гигантов, то есть на более позднем этапе развития, компаньоны с орбитальным периодом, превышающим тысячу земных дней, характеризуются вытянутыми орбитами.
Влияние соседней звезды на звезду, находящуюся на асимптотической ветви гигантов, должно оказывать существенное воздействие на потерю вещества, характеристики звездного ветра и формирование планетарной туманности. Поэтому первый снимок такой пары – это только начало масштабных исследований взаимодействий звезд на завершающем этапе их развития. По всей видимости, потребуется пересмотреть модели эволюции этих объектов, чтобы объяснить почти круговую орбиту.