В физике, и особенно в астрофизике, мы давно усвоили один частный факт: в каждом хорошо известном явлении (даже в том, что мы считаем вполне известным) есть определенные выбросы, определенные закономерности, определенные явления в природе, которые кажутся противоречащими или противоречащими друг другу. по крайней мере, подвергнуть сомнению наше понимание этого процесса или явления.
В статье , опубликованной 14 мая 2022 года, рассказывается о странной звездной системе под названием T Pyx . Что делает T Pyx таким особенным, так это его частые извержения, которые, кажется, противоречат большей части того, что мы знаем о двойных системах .
Белые карлики в нескольких
системах T Pyx представляют собой систему, состоящую как минимум из белого карлика и так называемого «объекта-донора». Это делает ее как минимум бинарной системой, а мы знаем, что это взаимодействующая система. Во взаимодействующей двойной системе одна или обе составляющие звезды заполнили или превысили свой предел Роша . Это означает, что вещество от одной звезды (донора) перетечет на другую и пойдет к компаньону.
Один тип двойных — это такой, в котором одна из звезд уже сошла с главной последовательности и превратилась в белого карлика, а другой компонент еще не сбросил свои внешние слои и не стал звездным трупом. Если такая система сработает, белый карлик будет накапливать массу от своего компаньона. Эта скорость аккреции обычно слишком мала для белого карлика, чтобы обеспечить непрерывное горение водорода. Когда давление в невырожденном аккреционном слое материи достигнет критического давления, можно ожидать, что белый карлик будет демонстрировать повторное взрывное горение водорода ( т.е.). В большинстве случаев ожидается, что промежуток времени между двумя извержениями превысит 10 000 лет, поскольку это значение зависит от массы белого карлика и скорости его аккреции.
В случае очень массивных белых карликов с высокой скоростью аккреции (например, из-за массивных звезд-компаньонов) период между двумя извержениями может составлять менее 100 лет. Однако в этом случае белый карлик накапливает больше массы между двумя взрывными водородными ожогами, чем выбрасывается во время извержения, и поэтому его масса увеличивается. Следовательно, эти белые карлики могут достичь предела Чандрасекара и стать кандидатами в сверхновые типа Ia .
Для таких высоких темпов аккреции предполагаются длинные орбитальные периоды, потому что они происходят от массивной звезды или звезды-компаньона, эволюционировавшей за пределы главной последовательности, что привело к образованию широких двойных систем.
Поэтому, как отмечают авторы, большинство известных систем с повторными вспышками новых имеют орбитальные периоды более 12 часов.
Интересная система В системе T Pyx главная звезда представляет собой звезду с малой массой, возможно, даже субзвездный объект, масса которой составляет менее 10% от массы Солнца. Однако белый карлик в T Pyx извергается примерно каждые 30 лет, несмотря на то, что его орбитальный период составляет всего 1,8 часа. Мы знаем, что эти извержения на самом деле представляют собой взрывное возгорание водорода, а T Pyx имеет необычно высокую скорость аккреции. Как это возможно при таком коротком орбитальном периоде? Рассчитав ожидаемый массоперенос для этой системы, мы получим значение примерно в 1000 раз меньшее для таких частых вспышек.
Есть и другое
... Авторы статьи рассматривают новое возможное объяснение: более дальний третий компаньон системы. Известно, что гравитационное влияние такого третьего объекта может иметь драматические последствия для эволюции почти двойной системы. Таким образом, первый шаг в этом направлении — посмотреть, действительно ли T Pyx может быть тройной рукой.
Здесь, используя данные космического корабля Gaia , авторы обнаружили спутника с общим собственным движением. Похоже, что она находится в полусветовом году от внутренней двойной системы T Pyx, и ее конкретное движение — единственное в этой окрестности, совместимое с движением T Pyx. Параллаксы обоих объектов практически идентичны таковым в каталоге Gaia. Таким образом, расстояние от Земли до внутренней двойной системы и этого кандидата на роль третьего компаньона T Pyx почти одинаково в пределах своих погрешностей и составляет около 2,9 килопарсека .
Фотометрические измерения показывают, что радиус третьего объекта в 2,25 раза больше радиуса Солнца, а его расположение на диаграмме Герцшпрунга-Рассела позволяет предположить, что это субгигант массой в 1,5 солнечной массы , который только покидает главную последовательность и направляется к гигантам с красными ветвями. . Поскольку фаза субгиганта относительно коротка, возраст этой звезды, а значит, и всей системы можно оценить примерно в 2,2 миллиарда лет.
Приведя убедительные аргументы в пользу существования далекого третьего спутника T Pyx и установив его свойства, авторы работы решили рассмотреть, сможет ли такой третий объект объяснить особенности системы: прежде всего, неестественно высокая скорость аккреции белого карлика.
Тройная система с тесной внутренней двойной системой, в которой две звезды вращаются достаточно близко, а третья звезда вращается вокруг двойной системы на большем расстоянии, называется иерархической тройкой.
Динамика трех тел
Авторы показывают, что природа T Pyx как тройной системы может быть причиной эксцентрической орбиты внутреннего белого карлика и его звезды-компаньона. В отличие от изолированных двойных звезд, у которых их орбиты быстро вращаются, в тройных системах благодаря соответствующей динамике эксцентриситет орбиты может постоянно изменяться. Таким образом, перенос массы для этих тесных двойных систем в тройной системе сильно зависит от орбитальной фазы и может быстро развиваться. Это то, что может объяснить высокий массоперенос, который мы наблюдаем с T Pyx. В зависимости от степени эксцентриситета газ от звездного донора может выбрасываться при его максимальном сближении и аккрецироваться на белом карлике; или два объекта могут даже столкнуться, что приведет к значительным звездным возмущениям.
Кажется, что тайна часто взрывающейся системы T Pyx решена, по крайней мере, в разумной степени. Интересно, что существует близнецовая система, известная как IM Nor, которая демонстрирует аналогичные аномальные характеристики. Авторы предполагают, что IM Nor на самом деле также может быть иерархической тройной системой. К сожалению, параллакс для этой системы в каталоге Gaia не является статистически значимым, поскольку имеет очень большую погрешность. Авторы надеются, что это все еще может измениться с последующими выпусками данных.