На этом снимке – участок неба вокруг необычной двойной звезды V471 Tauri. Сама двойная система видна как обычная звезда умеренной яркости в центре поля. Снимок составлен из изображений цифрового обзора неба Digitized Sky Survey2
С помощью нового приемника SPHERE, смонтированного на Очень Большом Телескопе ESO (VLT), проведен поиск коричневого карлика, который, как ожидалось, входит в необычную двойную систему V471 Тельца. SPHERE дал астрономам лучшее на сегодняшний день изображение окрестностей этого загадочного объекта. В результате не найдено ничего. Неожиданное отсутствие уверенно предсказанного коричневого карлика означает, что общепринятое объяснение странного поведения V471 Tauri неверно. Таково содержание первой научной статьи, опубликованной по материалам наблюдений с приемником SPHERE.

Некоторые двойные звездные системы состоят из двух нормальных звезд с немного различными массами. Когда чуть более массивная из них стареет и, постепенно увеличиваясь в размерах, становится красным гигантом, ее вещество начинает перетекать на вторую звезду системы. В конце концов обе звезды оказываются погруженными в одну протяженную газовую оболочку. Когда она постепенно рассеивается, звезды сближаются друг с другом и образуют очень тесную пару – одна из них в это время уже является белым карликом, а другая в большей степени остается обычной звездой [1].

Одна из таких двойных звезд -- V471 Tauri [2] в звездном скоплении Гиады в Тельце. Ей примерно 600 миллионов лет и она находится от нас на расстоянии 163 световых года. Компоненты ее расположены очень близко друг к другу – орбитальный период вращения системы составляет 12 часов. Дважды в течение одного оборота вокруг общего центра тяжести одна из звезд загораживает от земного наблюдателя другую, что приводит к регулярным вариациям яркости системы.

Группа астрономов под руководством Адама Харди (Adam Hardy) из университета Вальпараисо в Чили впервые с очень большой точностью измерила эти колебания блеска при помощи приемника ULTRACAM, установленного на Телескопе Новой Технологии ESO (NTT). Время наступления затмений было определено с точностью, лучшей, чем 2 секунды — гораздо точнее, чем прежде.

Затмения в системе происходят не вполне регулярно, что можно объяснить, если предположить, что в ней присутствует и третий компонент – коричневый карлик, чье гравитационное притяжение возмущает орбиты основных звезд. Нашлись указания на существование в системе и еще одного малого компаньона.

Однако, до сих пор получить изображение слабого коричневого карлика в столь тесной системе на фоне гораздо более ярких звезд не удавалось. И только великолепные характеристики нового инструмента SPHERE, недавно установленного на Очень Большом Телескопе ESO (VLT) впервые позволили получить необходимое для решения этой сложнейшей наблюдательной задачи качество оптического изображения области, где должен был находиться коричневый карлик. И вот, хотя при достигнутом оптическом разрешении его присутствие должно было быть с определенностью выявлено, ничего похожего заметить не удалось [3].

“В множестве статей обосновывается присутствие подобных объектов, вращающихся вокруг двойных звезд. Наши результаты представляют серьезную угрозу для этой популярной гипотезы”,-- отмечает Адам Харди.

Если никакого третьего объекта нет, что же вызывает странные изменения орбитального движения компонент двойной звезды? Предложено несколько теорий, и некоторые из них уже отброшены. Самым вероятным представляется следующее объяснение: на параметры орбиты двойной влияют вариации магнитного поля большего из двух компонентов системы [4]. Похожие процессы в гораздо меньшем масштабе происходят на Солнце.

“Необходимость в таком исследовании ощущалась уже много лет, но оно могло осуществиться только с появлением таких мощных инструментов, как SPHERE. Так обычно происходит в науке: наблюдения с новой техникой могут подтвердить, а могут, как в данном случае, и опровергнуть ранее выдвинутые идеи. Для нового инструмента это прекрасное начало его наблюдательной истории”, -- заключает Адам Харди.

Примечания

[1] Такие двойные называются «двойными, прошедшими стадию общей оболочки» (post-common-envelope binaries).

[2] Название означает, что этот объект является 471-й переменной звездой (точнее, как оказалось, звездной парой), обнаруженной в созвездии Тельца.

[3] Изображения, получаемые с приемником SPHERE, отличаются столь высокой точностью, что на них можно было бы выявить объект (коричневый карлик) в 70 000 раз более слабый, чем центральная звезда системы, на расстоянии всего в 0.26 угловых секунды от нее. Карлик, который искали в этой системе, должен был быть гораздо ярче.

[4] Этот эффект, называемый механизмом Эпплгейта (Applegate mechanism), выражается в регулярных изменениях формы звезды, что вызывает вариации видимой яркости двойной звезды при ее наблюдениях с Земли.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “The First Science Results from SPHERE: Disproving the Predicted Brown Dwarf around V471 Tau”, A. Hardy и др., которая появится в Astrophysical Journal Letters от 18 февраля 2015 г.

Состав группы исследователей: A. Hardy (Universidad Valparaíso, Valparaíso, Chile), M.R. Schreiber (Universidad Valparaíso), S.G. Parsons (Universidad Valparaíso), C. Caceres (Universidad Valparaíso), G. Retamales (Universidad Valparaíso), Z. Wahhaj (ESO, Santiago, Chile), D. Mawet (ESO, Santiago, Chile), H. Canovas (Universidad Valparaíso), L. Cieza (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile; Universidad Valparaíso), T.R. Marsh (University of Warwick, Coventry, United Kingdom), M.C.P. Bours (University of Warwick), V.S. Dhillon (University of Sheffield, Sheffield, United Kingdom) и A. Bayo (Universidad Valparaíso).

Ссылки

• Текст научной статьи
• Фото VLT

Перевод пресс-релиза ESO eso1506 http://www.eso.org/public/russia/news/eso1506/