Открытие совершила международная группа ученых под руководством заведующего НИЛ «Космические источники рентгеновского излучения» Казанского федерального университета, старшего преподавателя кафедры астрономии и космической геодезии Института физики Ильхама Галиуллина, сообщили в пресс-службе российского вуза.
Двойные системы – это не просто две близко расположенные звезды. Они связаны гравитацией и движутся вокруг общего центра масс. Можно представить, что эти звезды – как пара танцоров, взявшихся за руки, – кружатся вместе, двигаются как единое целое. Они служат своего рода природными лабораториями, в которых можно наблюдать важнейшие астрофизические процессы: аккрецию, обмен массой, магнитные взаимодействия и релятивистские эффекты. Именно в таких системах активно исследуются механизмы вспышек новых и сверхновых звезд, а также регистрируются гравитационно-волновые события.
В исследовании ученые сосредоточились на изучении особого класса двойных звезд – аккрецирующих белых карликов в тесных двойных системах. Подобные объекты широко известны как катаклизмические переменные. Теоретические исследования и наблюдения показывают, что их минимальный орбитальный период должен составлять около 80 минут – у большинства известных систем такого типа он не меньше этого значения. Если же все-таки оказывается короче, значит, в ней есть что-то особенное.
«Уникальность Gaia19bxc определяется сочетанием нескольких характеристик, которые ранее никогда не наблюдались одновременно в одном объекте. Во-первых, это чрезвычайно короткий орбитальный период – около 64 минут. Во-вторых, данные, полученные в результате фотометрических и спектроскопических наблюдений системы, указывают на наличие у белого карлика сильного магнитного поля, что является характерной чертой для магнитных катаклизмических переменных, так называемых поляров. В-третьих, в оптических спектрах системы отчетливо видны мощные эмиссионные линии водорода и гелия, что свидетельствует о водородном составе звезды-донора», – рассказал руководитель исследования Ильхам Галиуллин.
Открытие значительно расширяет наши знания о заключительных этапах эволюции тесных двойных звездных систем. Эксперт утверждает, что Gaia19bxc представляет собой переходный или промежуточный объект, он подобен недостающему звену, которое так долго искали в палеонтологии, демонстрирующему процесс превращения одних видов в другие.«Gaia19bxc является первым поляром с таким коротким орбитальным периодом (64 минуты), в котором белый карлик аккрецирует вещество со звезды-донора, богатой водородом. Этот факт отличает его от известных ультракомпактных двойных систем, таких как AM Гончих Псов, где звезда-донор, как правило, богата гелием, а не водородом», – отметил молодой ученый.
Для эффективного исследования и обнаружения объектов в космическом пространстве требуются современные телескопы и космические миссии, основанные на передовых технологиях. Проведенное исследование стало возможным благодаря комплексному использованию данных, полученных с крупнейших обсерваторий и космических обзоров неба.
По его словам, короткий орбитальный период, наблюдаемый у Gaia19bxc, может быть обусловлен несколькими факторами: либо звезда-компаньон прошла значительную эволюцию еще до начала процесса аккреции вещества на белый карлик, либо она изначально характеризовалась крайне низкой металличностью, что указывает на ее принадлежность к звездному населению II.
«Анализ оптических спектров Gaia19bxc не выявил признаков горячей и проэволюционировавшей звезды-компаньона. Вместо этого данные указывают на холодный и тусклый объект. Его высокая пространственная скорость говорит о принадлежности к галактическому гало, где преобладают старые звезды с низким содержанием металлов – звезды населения II. В совокупности оптические и кинематические особенности свидетельствуют о том, что Gaia19bxc принадлежит именно к этому типу. Они характеризуются значительно меньшей металличностью по сравнению с солнечной и являются более древними объектами, сформировавшимися на ранних этапах эволюции Вселенной. Таким образом, Gaia19bxc может стать первым наблюдаемым подтверждением существования ранее предсказанного, но до сих пор не обнаруженного класса поляров с низкой металличностью», – подчеркнул Ильхам Галиуллин.
Стоит отметить, что ультра-компактные двойные системы являются ключевыми источниками гравитационных волн, которые регистрируются такими обсерваториями, как LIGO и Virgo.
«Изучая системы, подобные Gaia19bxc, мы получаем более глубокое понимание того, какие объекты могут являться потенциальными целями для будущих наблюдений и мониторинга с помощью гравитационно-волновых миссий. Кроме того, разработанные методы обнаружения и анализа таких тусклых и компактных систем будут иметь критическое значение для обработки огромных объемов данных, поступающих с обсерватории имени Веры Рубин (LSST), которая, как ожидается, обнаружит огромное количество уникальных объектов», – резюмировал Ильхам Галиуллин.
В дальнейшем ученые планируют продолжить углубленное изучение Gaia19bxc и поиск подобных систем в нашей Галактике, чтобы получить более полное представление об их популяции и поведении в различных диапазонах электромагнитного спектра.
