Около трети звезд, известных как красные гиганты, демонстрируют особенность изменения яркости, которая долгое время оставалась необъяснимой. Благодаря новым анализам, ученые из Астрономической обсерватории Варшавского университета указывают, что причина кроется в присутствии второго объекта прямо рядом со звездой, погруженного в облако пыли.
Красные гиганты — это одна из стадий эволюции звезд, таких как Солнце. Когда у звезды заканчивается топливо для термоядерных реакций, она сильно увеличивает свои размеры (радиус возрастает в сотни раз), а также начинает терять массу за счет интенсивного звездного ветра. Кроме того, позднее красные гиганты начинают пульсировать, что выражается в изменении яркости этих звезд.
Загадочная изменчивость
Однако примерно для 30 процентов красных гигантов астрономы наблюдают дополнительную изменчивость с периодами от нескольких месяцев до нескольких лет, что обычно в десять раз превышает периоды пульсаций этих объектов. Это явление называется длинным вторичным периодом (LSP), известно уже почти столетие и до сих пор оставалось необъяснимым.
Были предприняты попытки объяснить эту изменчивость возникновением нерадиальных звездных колебаний, образованием гигантских конвективных ячеек, кратковременными выбросами пыли с поверхности звезды или наличием темных пятен в ее фотосфере. Однако ни одна из этих идей не может объяснить все наблюдаемые свойства звезд LSP. Длинные вторичные периоды в звездах LSP в настоящее время являются единственным необъяснимым типом крупномасштабной изменчивости звезд.
Группа астрономов из Астрономической обсерватории Варшавского университета изучала эту проблему в течение многих лет. Исследованием руководит профессор Игорь Сошиньски. В своей работе ученые используют базу данных фотометрических наблюдений из проекта OGLE — обзора неба, проводимого в течение почти 30 лет варшавскими астрономами под руководством профессора Анджея Удальского. OGLE наблюдает 2 миллиарда звезд из Млечного Пути и близлежащих галактик (Магеллановых облаков).
В базе данных OGLE удалось проанализировать 16 000 звезд LSP. Кроме того, впервые были изучены инфракрасные вариации яркости этих объектов. Для этого были использованы данные наблюдений проекта WISE, инфракрасной обсерватории космического телескопа. Из его архива удалось получить данные примерно для 700 звезд. Сравнение кривых изменения яркости в оптическом и инфракрасном диапазоне показало, что только в последнем случае имеется дополнительный минимум яркости.
Дополнительный объект
Профессор Сошински и его коллеги отмечают, что такое поведение звезды можно объяснить наличием дополнительного объекта, вращающегося вблизи поверхности звезды. Этот объект окружен облаком пыли, заслоняющим звезду. Вещество, из которого состоит облако, имеет температуру около 1000-1500 К и поэтому испускает инфракрасное излучение. Поэтому, когда время от времени возникает ситуация, когда звезда заслоняет облако, мы видим вторичный минимум только в инфракрасном диапазоне.
Измерения радиальных скоростей, которые позволяют проверить движение звезды вдоль линии визирования Земля-звезда (ее приближение и удаление от нас), показывают, что в пылевых облаках скрываются объекты с массой меньше звездной — вероятно, коричневые карлики, говорят польские исследователи. Они предполагают, что они образовались в результате отрыва материи планетами, вращающимися на далеких орбитах вокруг своих звезд, которые теперь находятся близко к поверхности звезды после того, как звезда вошла в фазу красного гиганта. Может ли быть так, что многие красные гиганты встречаются в бинарных системах с коричневыми карликами и ранее имели собственные планеты?
Результаты исследования были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.
