Ученые давно задаются вопросом о медленных и регулярных изменениях яркости многих эволюционировавших звездных гигантов. Теперь ключи от недавно проанализированных инфракрасных наблюдений могут, наконец, разрешить эту загадку.
Когда звезды, подобные нашему Солнцу, стареют, они увеличиваются в размерах в сотни раз на главной последовательности, достигая орбит своих внутренних планет и становясь красными гигантами. На последних этапах своей жизни они становятся переменными звездами, демонстрируя изменения яркости, которые могут быть вызваны внутренними пульсациями, движением конвективных ячеек в звездных оболочках и даже наличием околозвездной пыли.
Большинство вариаций этих красных гигантов достаточно хорошо изучены, но есть один тип, который остается загадкой: красные гиганты с так называемым длинным вторичным периодом.
В дополнение к обычной изменчивости, связанной с пульсацией, красные гиганты с длинным вторичным периодом демонстрируют регулярные провалы на оптических кривых блеска, которые иногда на порядок превышают продолжительность пульсаций - обычно от нескольких месяцев до нескольких лет.
Расширенные звезды с длинными вторичными периодами встречаются на удивление часто: по крайней мере ⅓ ярких звезд асимптотической ветви гигантов и сверхгигантов демонстрируют такие долгосрочные изменения. Однако, несмотря на их распространенность, длительные вторичные периоды на протяжении десятилетий оставались необъясненными. Присущи ли эти колебания стареющей звезде? Или они вызваны какими-то внешними факторами?
Новое исследование, проведенное группой ученых под руководством Игоря Сошинского из Варшавского университета, использовало инфракрасные наблюдения, чтобы определить вероятных виновников: спутников, окутанных звездной пылью.
Сошинский и его коллеги собрали оптические наблюдения выборки из 16 000 известных долгопериодических переменных звезд в Млечном Пути и близлежащих Магеллановых Облаках. Примерно для 700 из этих звезд специалисты миссии NEOWISE-R получили соответствующие кривые блеска в двух инфракрасных полосах.
При сравнении оптических и инфракрасных наблюдений этих переменных сразу же была очевидна поразительная особенность: там, где кривые блеска в видимом свете имели единичные долгопериодические провалы яркости, инфракрасные кривые блеска примерно половины звезд также показывали длинные штрихи, которые, казалось, точно не совпадают по фазе с исходными провалами.
Что это значит? Сошинский и его коллеги утверждают, что эти длительные провалы яркости подтверждают, что долгосрочная изменчивость связана с сопутствующими затмениями.
Согласно объяснению авторов, соседняя планета накапливает массу из расширяющейся оболочки своего красного гиганта, в конечном итоге вырастая до размеров коричневого карлика. Когда этот звездный компаньон, окутанный вытянутым облаком пыли, похожим на комету, проходит между нами и красным гигантом, то наблюдаются долгосрочные затмения в видимом и инфракрасном свете звезды. Когда облако и спутник скрываются за звездой, их инфракрасное излучение ненадолго исчезает, вызывая вторичное затмение, видимое только в инфракрасном диапазоне.
Решение многолетней загадки долгой вторичной изменчивости красных гигантов открывает двери для новых открытий. Изучая форму затмений на кривых блеска переменных звезд, мы можем узнать гораздо больше о том, как звезды, подобные Солнцу, эволюционируют вместе со своими планетами.
Источник: AAS
