У большинства светил есть хотя бы одна звезда-компаньон, значит, они должны быть и у старых звезд. Проблема в том, что излучение гигантов сильно мешает поискам таких близких соседей. Наконец, ученым повезло: с помощью ALMA они впервые разглядели соседа вблизи старого гиганта Пи¹ Журавля А.
Близкое соседство двух звезд неизбежно сказывается на их эволюции: они обмениваются материей и гравитационно влияют друг на друга. Астрономы уже разглядели таких компаньонов у протозвезд, звезд главной последовательности и компактных объектов вроде белых карликов и нейтронных звезд.
Вообще, у большинства звезд массой более 0,8 солнечной есть как минимум один компаньон. И около 95% этих светил проходят в своей эволюции по асимптотической ветви гигантов, то есть через позднюю стадию развития, когда их температура относительно низка, а вот размеры и светимость достигают огромных значений. Например, по светимости они могут быть в десятки тысяч раз ярче Солнца. Разглядеть рядом (в пределах пяти звездных радиусов) с таким гигантом мелкую звезду-компаньона — задача непростая, но важная для исследования поздней эволюции звезд.
Среди объектов асимптотической ветви гигантов немало периодических звезд. Ранее, изучая пульсацию этих звезд, исследователи выявили у некоторых из них второй, более длительный период пульсации, который может быть признаком наличия близкой звезды-компаньона. В число таких объектов попала Пи¹ Журавля A, поэтому ученые решили присмотреться к ней внимательнее.
Пи¹ Журавля A расположена в 530 световых годах от нас. Когда-то она была похожа на Солнце, а сегодня это красный гигант, который примерно в 400 раз больше нашего светила и в семь тысяч раз ярче по светимости. Мощный звездный ветер выбрасывает в окружающее пространство много газа и пыли.
С помощью комплекса радиотелескопов ALMA астрономы разглядели вблизи Пи¹ Журавля А компаньона Пи¹ Журавля C. Запечатлеть такого близкого соседа у звезды с асимптотической ветви гигантов удалось впервые. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
«Звезды-гиганты трудно наблюдать. Их окрестности настолько турбулентны, что соседние звезды буквально скрываются в пыли. Благодаря новым методам нам удалось впервые напрямую отследить их движение», — прокомментировал главный автор научной статьи Матс Эссельдор, исследователь из Левенского католического университета (Бельгия).
Звезда-компаньон Пи¹ Журавля C обращается против часовой стрелки в 6,81 астрономической единицы (а. е. — среднее расстояние от Солнца до Земли) от гиганта. Ее орбитальный период — примерно 11,76 земного года (4,3 тысячи земных дней). Она окружена аккреционным диском.
Пи¹ Журавля C может оказаться желто-белой звездой главной последовательности (спектрального класса F6-F8V) или массивным белым карликом. Точнее можно будет определить с помощью наблюдений космическим телескопом «Хаббл».
У пары Пи¹ Журавля есть и особенность, которую авторы исследования не смогли объяснить: почти круглая форма орбиты компаньона. Ученые ожидали, что траектория его движения будет вытянута, поскольку эллиптическую форму орбиты предсказывает компьютерное моделирование. Более того, у звезд из постасимптотической ветви гигантов, то есть на более поздней стадии эволюции, компаньоны с орбитальным периодом более тысячи земных дней все движутся по вытянутым орбитам.
Наличие соседа у звезды на стадии эволюции асимптотической ветви гигантов должно сильно влиять на потерю материи, динамику звездного ветра и образование итоговой планетарной туманности. Поэтому первый снимок такой пары — лишь начало глубоких исследований взаимодействий объектов на поздней стадии эволюции звезд. Как минимум, очевидно, придется исправить модели эволюции подобных объектов, чтобы объяснить почти круговую орбиту.