Тесные двойные системы: необычные звезды

Наверное, вас может удивить тот факт, что большинство звезд в нашей галактике являются двойными или даже тройными звездными системами!

Тесные двойные системы

Системы звезд – это такие системы, в которых вокруг общего центра масс обращаются несколько гравитационно-связанных звездных объектов. Например, ярчайшая звезда зимнего неба – Сириус — представляет собой пару звезд, состоящую из обычной звезды спектрального класса А, с температурой поверхности около 10 тысяч градусов по Кельвину (Сириус А), и белого карлика – медленно остывающего ядра некогда более массивной звезды (Сириус В). На ночном небе мы наблюдаем эту систему в виде одной звезды – Сириуса А, поскольку система находится так далеко и свет от второго компонента настолько слаб, что звезды, как говорят в астрономии, не разрешены невооруженным глазом.

В некоторых двойных системах звезды расположены так близко, что могут затмевать друг друга подобно тому, как Луна затмевает Солнце, или оказывать заметное влияние друг на друга благодаря силам гравитационного притяжения.

Тесные двойные системы крайне интересны. На данный момент, у ученых нет точной теории возникновения подобных систем, однако это делает их изучение только интереснее. Удивляет, насколько велики вариации звездных объектов в подобных системах. Некоторые из них хотелось бы разобрать подробнее.

Катаклизмические переменные

Существует несколько видов катаклизмических переменных звезд, однако их всех объединяет одна модель. Они представляют собой системы, в которых один компонент – это достаточно холодная звезда главной последовательности, на подобие нашего Солнца, увеличившая свою оболочку в процессе эволюции настолько, что ее газ начинает перетекать на второй компонент – белый карлик – и образовывать вокруг него аккреционный диск. Богатое водородом вещество аккреционного диска попадает на тонкий поверхностный слой белого карлика, также состоящий из водорода, и сильно разогревает его. Повышение температуры запускает цикл термоядерных реакций, производящих огромное количество энергии, вырывающейся в космическое пространство. Такие процессы называют вспышками новых звезд.

Вспышки новых звезд могут быть крайне интенсивными: в большинстве случаев их блеск увеличивается на 8 единиц и может быть заметен даже невооруженным глазом. Именно поэтому такой процесс был назван «новой» звездой. Благодаря тому, что новые ярки, многие из них были открыты астрономами-любителями, проводящими мониторинг звездного неба обычной фотокамерой. Ежегодно в нашей галактике вспыхивает до 30 новых звезд, но не все они могут быть наблюдаемы из-за большого расстояния или поглощения межзвездной пылью.

Очень интересными, встречающимися в тесных двойных системах, объектами являются поляры. Это белые карлики, обладающие огромными магнитными полями в миллионы единиц Гаусса (для сравнения, магнитное поле Земли в среднем 0.5 единиц Гаусса). Магнитные поля такой силы полностью контролируют аккрецирующее вещество; оно все так же перетекает на белый карлик, но, вместо того, чтобы образовывать диск, газ принимает форму аккрецирующего столба или воронки, движущейся вдоль силовых линий магнитного поля. Сильное трение между слоями газа в таком столбе является причиной наблюдения жесткого периодического рентгеновского излучения у подобных систем. Кроме того, излучение этих звезд сильно поляризовано, именно поэтому они были названы «поляры».

Не всегда связанные гравитационным притяжением объекты проявляют себя как катаклизмические. Зачастую двойственность систем можно заметить лишь в телескопы с большой апертурой и получить не менее интригующие результаты.

Эллипсоидальные переменные звезды

Форма таких звезд искажается гравитацией невидимого компаньона, и они приобретают вытянутую форму. Падение блеска эллипсоидальной звезды при вращении ее вокруг своей оси настолько мало, что заметить такую особенность звезд стало возможным лишь благодаря возникновению методов фотоэлектрической фотометрии. Анализ полученной кривой блеска — зависимости интенсивности излучения объекта от времени – позволило узнать больше о свойствах подобных систем. В частности, такая техника была использована для исследования звездной системы HDE 226868 (V1357 Cyg). Степень вытянутости обычной звезды позволило оценить массу невидимого объекта. Было выяснено, что система состоит из одного нормального компонента и черной дыры! Кроме того, орбитальный период составляет всего 5,5 дней!

Мы разобрали только три типа переменных звезд. А ведь их обилие поражает воображение не только астрономов-любителей, но и настоящих ученых! Смотря на ночное небо, невольно задумываешься о том, сколько же секретов хранят в себе эти мерцающие объекты…А может быть, они хранят в себе в два раза больше тайн, чем мы видим невооруженным глазом?