Разрешаване на 200-годишната мистерия на странна затъмняваща се звезда

Система Epsilon Aurigae

Изображение на художник от системата Epsilon Aurigae, с прашен диск, който се върти около спътникова звезда. (Кредит на изображението: НАСА/JPL-Caltech)



В продължение на почти 200 години астрономите са озадачени от странния процес на затъмняване на ярката зимна звезда Epsilon Aurigae. Сега, благодарение на прецизните измервания на разстоянието от спътника Gaia на Европейската космическа агенция, учените са определили масата на двете звезди, участващи в процеса, и как техният обмен на материал е причинил десетилетия затъмнения, видими на Земята.



На всеки 27 години Epsilon Aurigae затъмнява за период от две години. Учените спекулират какво е причинило затъмнението: облак от метеори, черна дупка, друга звезда или диск с материал . Преди последното затъмнение, през 2010 г., астрономите започнаха да подозират, че системата съдържа две звезди, заобиколени от облак газ и прах. Но природата на двойката звезди остана загадка.

„Дебатът за дълго време - астрономите като [Джерард] Кайпер и [Ото] Струве го претеглиха - е, по дяволите, какво е това непрозрачно, скрито нещо“, астрономът Робърт Стенсел на Университета в Денвър заяви пред пресата по време на 232 -ата годишна среща на Американското астрономическо дружество този месец. Стенсел и аспирантът Джъстус Гибсън, също от университета в Денвър, използваха нови данни от Гая, за да моделират звездни двойки, които биха могли да произвеждат странните сигнали, наблюдавани в системата Epsilon Aurigae. Благодарение на Гая двойката установи, че двоичната звездна система е по-малка от повечето предишни оценки и обменът на материали продължава. [ Снимки: Космически кораб Gaia за картографиране на галактиката Млечен път ]



„Това е доста активна система“, каза Стенсел. „F-звездата кипи [и] спътникът грабва материал, произвеждайки голям прашен диск.” Звездите от тип F са малко по-големи и леко по-топли от слънцето.

Мистерия от два века

През 1821 г. немският астроном -аматьор Йохан Фрич за първи път забелязва, че Epsilon Aurigae е станало 2,5 пъти по -малко ярко от гледна точка на Земята, „величина“ в астрономическата скала на яркостта, през предходната година, след което бавно се връща към предишната си яркост. Заинтригувани, астрономите изучават звездата през 1848 и 1876 г. и обозначават обекта като „неправилна променлива“ - една звезда, променяща се в яркостта.

През 1903 г. астрономите наблюдават внимателно звездата, проследявайки шестмесечен спад на яркостта, последван от едногодишно постоянно състояние на затъмнение, след което още шест месеца, за да се върне към първоначалното си състояние. Астрономите определиха, че звездата има радиус 3000 пъти по -голям от слънцето, което я прави най -голямата известна звезда във Вселената .



Измерванията на събитието през 2010 г. разкриха, че затъмнението е причинено от диск с размер на чудовище, преминаващ пред супергигант от тип F. Втора, по -слаба звезда лежеше в сърцето на диска.

Но учените все още не бяха готови да сложат 200-годишната дискусия на легло и продължиха да обсъждат природата на свръхгигантската звезда. Супергигантските звезди са най -големите звезди във Вселената и те могат да тежат до 100 слънчеви маси. (Слънчевата маса е равна на масата на слънцето).

'Дебатът беше дали това е свръхгигант-очакваме звезда от 10 до 20 слънчева маса-или това е някакъв фалшив свръхгигант', каза Стенсел. Той обясни, че вместо това може да се окаже „малко слаба работа; тоест ядро ​​и голям плик [от газ]. “ Така нареченият свръхгигант всъщност може да бъде звезда с масата на слънцето.



„Беше невъзможно да се докаже“, каза Стенсел.

Наблюдения с Космическият телескоп на НАСА Спицер и на ESA Космическата обсерватория Хершел след затъмнението през 2010 г. помогна за намаляване на тези числа, но без точни разстояния, астрономите не можаха да получат най -точните маси на звездите.

Влиза Гая.

Потенциални гравитационни вълни

През 2013 г. ESA стартира Gaia с амбициозния план да картографирайте милиардите звезди на Млечния път в 3D. ESA пусна втората партида данни на Gaia на 25 април 2018 г., предоставяйки точни разстояния до редица звезди - включително Epsilon Aurigae.

Новите данни разкриха, че странната затъмняваща система се намира на около 1600 светлинни години от нас, каза Стенсел. Предишните оценки са достигнали до 6400 светлинни години. Изисканото разстояние позволява на астрономите да определят истинските размери и маси на звездите, детайли, които са от решаващо значение за разбирането на системата. Преди това много изследователи изчисляваха, че двете звезди тежат съответно 15 и 12 слънчеви маси, но прецизните измервания на разстоянието на Гая изключват тези числа.

Използвайки инструмента ARCES на 3,5-метровия телескоп при Обсерватория Apache Point в Ню Мексико Стенсел и Гибсън изучават системата по време на затъмнението през 2010 г. Техните изследвания потвърдиха наличието на поток от материал, захранващ диска, разкривайки, че звездите все още прехвърлят масата си една от друга.

Според техните симулации, по-слабата звезда първоначално е тежала около 10 пъти масата на Слънцето, докато сега ярката звезда е била малко под пет пъти по-тежка от слънцето. Двете звезди се кръжеха една на друга на всеки 100 дни. Обикновено звездите с по-голяма маса се развиват по-бързо от своите колеги с по-ниска маса. Въпреки това, в Алголови двоични файлове като Epsilon Aurigae, звездата с по-ниска маса се развива по-бързо, докато поглъща материал от своя спътник.

Вероятно това се е случило със странната затъмняваща звезда, каза Стенсел. Над 20 милиона години по -масивната звезда изхвърли материала си, повечето от които се озоваха на спътника. Веднъж по-голямата звезда се сви, докато спътникът й се разшири. Днес някога по-голямата звезда се е превърнала в охладена звезда от тип F с 2,2 слънчева маса, докато нейният спътник се превърна в 5,9 слънчева маса B-джудже, заобиколено от диск, според блога ArXiv.org Astrobites .

Тяхното изследване беше публикуван през март в списанието Месечни известия на Кралското астрономическо дружество.

Странните масови споделени двоични файлове на Algol могат да станат още по-интересни в бъдеще, ако се сблъскат. 'Всеки брой от тези звезди има потенциал да прерасне в източник на гравитационни вълни', каза Стенсел. Преди това учените са идентифицирали гравитационни вълни, произведени от двойки неутронни звезди, споделящи материал, подобно на това, което правят звездите на Алгол.

Въпреки че астрономите ще продължат да анализират данните, събрани по време на последното затъмнение на Epsilon Aurigae, това не означава, че няма да очакват с нетърпение следващото събитие.

„Това ще бъде приблизително през 2037 г., така че отбележете вашите Daytimers“, каза Стенсел.

Следвайте Нола Тейлър Ред на @NolaTRedd , Facebook , или Google+ . Последвайте ни на @Spacedotcom , Facebook или Google+ . Първоначално публикувано на demokratija.eu .