7 Minutės
Daugiau nei pusmetį Saulę primenanti žvaigždė beveik išnyko iš regėjimo. Spindesys sumažėjo 97 procentais. Beveik 200 dienų šešėlio. Astronomai stebėjo šviesą, kuri dešimtmečiais degė pastoviai, krintančią ir užsitęsiantį gesti taip, kaip retai kada yra fiksuota. Kas galėtų sukelti tokį ilgą, beveik visišką užtemimą?
Ką atskleidė dangus
Pagal naują studiją žurnale Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, kaltininkas, greičiausiai, yra milžiniška žiedų sistema, supanti paslėptą palydovą — arba rudos nykštukės tipo kūną, arba itin masyvų dujinį milžiną, dažnai vadinamą super-Jupiteriu. Šis objektas perėjo prieš ASASSN-24fw diską, kuris yra maždaug už 3 200 šviesmečių Monocero žvaigždyne, ir sukėlė vieną ilgiausių registruotų žvaigždės aptemdymų.
ASASSN-24fw skaičiuojama maždaug dukart didesnė nei mūsų Saulė ir iki 2024 m. pabaigos nerodė ryškios kintamumo tendencijos. Tada jos šviesa staiga priblėso ir, kas neįprasta, greitai neatsistatė. Vietoje to žvaigždė daugiau nei devynis mėnesius buvo beveik užslėpta. Įprasti žvaigždžių occultacijos ar užtemimai trunka nuo kelių dienų iki savaičių; šis atvejis prasitęsė link 200 dienų, todėl astronomai pradėjo svarstyti labai didelius, lėtai judančius struktūrinius objektus kaip galimą priežastį.
Ilgalaikis aptemdymas ir didelis slopinimas priverčia peržiūrėti įprastas hipotezes apie disko ar debesis aplink šeimininkines žvaigždes. Tokie įvykiai yra reti, todėl kiekvienas detalus stebėjimas — fotometrija, spektroskopija ir laiko eilutės analizė — suteikia papildomą duomenų sluoksnį, padedantį atskleisti transito geometriją ir medžiagos tankį.
Milžiniška žiedų sistema ima ryškėti
Tarptautinė komanda, surinkusi fotometrinius ir spektroskopinius duomenis, nurodo į palydovą, kurio masė viršija tris Jupiterio mases. Aplink tą objektą mokslininkai modeliavo didžiulę ir tankią žiedų sistemą, kurios išorinis kraštas siekia apie 0,17 astronominio vieneto — maždaug pusę atstumo tarp Saulės ir Merkurijaus. Kai šie žiedai perėjo žvaigždės diską, jie užblokavo beveik visą įeinančią šviesą.
Iš esmės pagalvokite apie Saturną, bet išplėstą daug kartų ir ištiestą per labai didelę plokštumą. Aptemdymo pradžia buvo pamažu, nes žiedo išorinės dalys yra retas ir difuzinis debesis. Vėliau tankesnės juostos užėjo per žvaigždę, sukurdamos giliausią užtemimo dalį. Tokia konfigūracija rodo, kad žieduose yra tarpų ir tankių žiedinių segmentų (annuli), kas gali būti ženklas apie dinamiškus procesus — pavyzdžiui, mėnulių formavimąsi arba mažų kūnų perriadymą, kurį reguliuoja nematomi palydovai.
Rudos nykštukės užima tarpinę vietą tarp žvaigždžių ir planetų: jos yra per masyvios, kad būtų laikomos planetomis, bet per lengvos, kad palaikytų stabilų vandenilio produktorių procesą kaip žvaigždės. Super-Jupiteriai, kita vertus, yra labai masyvūs dujiniai milžinai, kurie blankina ribą tarp planetų ir rudųjų nykštukių. Gauti duomenys leidžia abi galimybes laikyti tikėtinomis; bet kuriuo atveju transituojanti žiedų sistema yra reta laboratorija nagrinėti egzoplanetines circumplanetines diskų struktūras tokiu mastu, kurio retai stebime tiesiogiai.
Meninė ASASSN-24fw vaizdavimo interpretacija po užtemimo, kur žvaigždė šviečia neužblokuota — kartu su savo liekanomis po galimų planetinių susidūrimų, šalia raudonos nykštukės palydovo ir tamsiojo „lėkštės“ žiedo.
Mokslinis kontekstas ir stebėjimai
Be žieduoto palydovo, tyrėjai aptiko circumstellarinę medžiagą šalia ASASSN-24fw — greičiausiai smulkųjį gruzdą ar nuolaužas, susidariusias po praeities arba vykstančių smulkių kūnų susidūrimų. Tai nustebino, nes sistemos amžius tikriausiai viršija milijardą metų, o tokie ryškūs dulkių diržai dažniau būna jaunesnėse sistemose. Spektroskopija ir laiko serijos fotometrija leido komandai apriboti palydovo masę ir užtemdančios medžiagos struktūrą, tačiau išlieka daug neatsakytų klausimų.
Išplėstinės spektroskopinės priemonės leido analizuoti linijų pokyčius per užtemimo fazes: tai svarbu nustatant dujų buvimą žieduose ar aplink juos. Fotometrija plačiame banginiame diapazone padėjo atskirti dispersinių dulkių sklaidą nuo molekulinių absorbcijos požymių. Tokie deriniai — aukštos raiškos infraraudonųjų spindulių matavimai kartu su optine spektroskopija — suteikia priemones nustatyti dulkių dalelių dydį, cheminį sudėtingumą ir galimą gausių garų pėdsakus.
Didelės žiedų sistemos aplink masyvius palydovus buvo hipotetizuotos anksčiau, tačiau labai retai stebimos tiesiogiai. Keli panašūs atvejai — pavyzdžiui, didžiuliai tranzitai, susiję su diskais ar nuolaužomis — suteikia tiesioginių užuominų, kaip žiedai ir mėnuliai gali formuotis aplink planetinės masės arba subžvaigždinių objektų. Dėl to šis atvejis yra retas langas patikrinti circumplanetinių dinaminių modelių, žiedų stabilumo ir procesų, kurie sukuria tarpus ar formuoja „piemenines“ mėnulių orbitas.
Parengtos tolesnių stebėjimų paraiškos: komanda siekia laiko Europos Pietų Observatorijos (ESO) Very Large Telescope ir James Webb kosminio teleskopo stebėjimams, kad būtų išmatuotas cheminis sudėtis, temperatūra ir smulkesnės struktūros detalės. Aukštos raiškos infraraudonųjų spindulių ir optinės spektroskopijos duomenys galėtų atskleisti žiedų dulkių dalelių dydžius, dujų kiekį ir, galbūt, potvyninius sąveikos ženklus su mėnuliais. Kadangi orbitiniai skaičiavimai rodo, kad sistema vėl gali užimti panašią geometriją, astronomai prognozuoja, kad žvaigždė vėl priblės maždaug po 42–43 metų — tai astronominis susitikimas, skirtas ateities stebėtojams ir instrumentams.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Varela, astrofizikė, specializuojanti exoplanetinių sistemų tyrimuose, reagavo į atradimą: "Tokie įvykiai — astronominis auksas. Jie leidžia mums tirti žiedų dinamiką aplink objektus, kurių negalime tiesiogiai nufotografuoti. Jei žieduose yra tarpų, tai liudija apie įterptus palydovus; jei žiedai yra lygūs ir išplėsti, tai rodo kitokią evoliucinę istoriją. Bet kuriuo atveju toks ilgas užtemimas yra retas instrumentas circumplanetinei fizikai tirti."
Dr. Varela pridėjo praktinį pastebėjimą: "Kantrybė atsipirks. Matavimai keliuose banginiuose — optiniame, infraraudonajame ir submilimetriniame diapazonuose — suteiks pilną paveikslą. Turėtume tai laikyti atvira kvietimu tobulinti modelius apie planetų ir mėnulių formavimąsi už Saulės sistemos ribų."
Jos komentarai pabrėžia, kad tarpdisciplininis priėjimas — derinant teorinius modelius su daugiabanguote stebimųjų duomenų baze — yra būtinas norint atskleisti žiedų kilmę, amžių ir stabilumo ribas aplink masyvius palydovus.
Kodėl tai svarbu
Už žvaigždės beveik dingimo dramos slypi būtinybė iš naujo įvertinti, kaip didelės struktūros vystosi aplink subžvaigždinius objektus. Žiedai, besidriekę dalimis astronominio vieneto, iššaukia klausimus apie stabilumą ir ilgaamžiškumą tokiose sistemose. Jie taip pat praplečia aplinkų katalogą, kuriuose gali vykti planetų formavimosi procesai, suteikdami naujas palyginimo galimybes su mums pažįstamu Saturno žiedų pavyzdžiu ir dulkių diskais aplink kitas žvaigždes.
ASASSN-24fw ir jos tamsus palydovas kol kas primena, kad dangus vis dar slepia lėtai judančius, masyvius reiškinius, kurie gali slėptis akivaizdoje mėnesių ar net dešimtmečių. Kitas kartą, kai astronomai pastebės žvaigždės priblėsimą, jie skaitys šešėlį nauju požiūriu ir pasiruoš patikrinti istoriją galingais teleskopais, kai atsiras galimybė stebėti pakartotinį įvykį ateityje.
Be to, šis atradimas prisideda prie platesnio mokslinio diskurso apie planetų sistemos evoliuciją. Tai iššaukia papildomus tyrimus apie žiedų susidarymą: ar jie yra likutinė medžiaga po didelių susidūrimų tarp protoplanetinių kūnų, ar rezultatas lėtai vykstančių dinamikos procesų ir mėnulių „ganymo“ įtakos. Modeliai, paremti ASASSN-24fw stebėjimais, gali pagerinti mūsų supratimą apie tai, kaip dažnai tokios sistemos susiformuoja ir kokiomis sąlygomis jos išlieka stabilios milijonus ar milijardus metų.
Galiausiai, praktinė reikšmė apima planavimą ateities misijų ir žemės stebėjimo programų prioritetų nustatymą: žiedų sistemos su tokiu matmeniu gali tapti šaltiniu unikalių duomenų apie dulkių apskaitą, optinius pobūdžius ir dinamiką, kurie turi platesnį pritaikymą tiek teoriškai, tiek instrumentiniam astronomijos vystymui.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą