Астрономы выдвинули предположение о наличии у известной звезды Табби крупного спутника, который может быть либо гигантским экзогигантом, либо коричневым карликом. Об этом подозрении стало свидетельством событие, похожее на транзит. Если это открытие будет подтверждено, оно поможет объяснить нерегулярные и необычные затемнения яркости звезды, вызванные роями мелких объектов, которые движутся к светилу под воздействием гравитации этого компаньона планетарной массы. Полный текст исследования доступен на платформе arXiv.org.
История загадочной звезды Табби
Долгое время KIC 8462852 считалась обычной звездой главной последовательности, классифицированной как F3V и находящейся на расстоянии 1470 световых лет от Солнца. Однако в 2015 году астрономы зафиксировали необычные, продолжительные и неравномерные изменения яркости светила, которые не имели очевидного объяснения. С тех пор звезда Табби, названная в честь руководителя научной группы, первой отметившей эту вариативность, остается одной из неразрешенных проблем в астрофизике.
Возможные объяснения затемнений
Для объяснения множественных, асимметричных и нерегулярных провалов в яркости звезды предлагалось множество гипотез: это могли быть транзиты экзокомет, скопления троянских астероидов, кольца из обломков, образовавшиеся под действием приливных сил крупной планетезимали или протопланеты, присутствие звезды-компаньона, компактного объекта или коричневого карлика, проявления звездной активности (например, пятна или выбросы плазмы), или даже гипотетические астроинженерные конструкции вроде сферы Дайсона. Хотя ни одна из этих версий не была окончательно доказана, теории о транзитах семейств малых тел, колец и связанных с ними объектов казались наиболее перспективными.
Анализ данных и обнаружение транзита
Группа астрономов под руководством Кристины Мадурги-Фавьер из Уорикского университета сосредоточилась на изучении применимости транзитных моделей к поведению звезды Табби. Для этого они проанализировали данные фотометрических наблюдений, собранные космическим телескопом TESS, а также данные о колебаниях радиальной скорости, полученные с помощью спектрографов HARPS, SOPHIE и HERMES. Исследование охватило период с 2015 по 2025 год, включая использование архивных данных от телескопа «Кеплер» и наземных обсерваторий.
В данных TESS был выявлен интересный симметричный спад яркости на 1,1 процента, который длился около 21 часа и произошел 3 сентября 2019 года. Это явление лучше всего описывается как транзит крупного тела по диску звезды, тогда как другие варианты, такие как транзиты астероидных групп, экзокомет, облаков пыли или звездная активность, не подходят. Аналогичные события не были обнаружены в записях «Кеплера» или наземных телескопов, а также не могли быть вызваны тусклым красным карликом, обращающимся вокруг звезды Табби по широкой орбите (проекционное расстояние около 885 астрономических единиц).
Характеристики предполагаемого компаньона
Изучение колебаний радиальной скорости позволило исследователям сосредоточиться на модели кандидата в транзитное тело. Этот объект оценивается как имеющий массу около 9,4 массы Юпитера (с верхним пределом в 28 масс Юпитера) и радиус 1,7 радиуса Юпитера, что располагает его в зоне перехода между газовыми гигантами и коричневыми карликами. При этом расчетная объемная плотность (2,2 г/см³) и равновесная температура (268 К) больше соответствуют модели крупной экзопланеты, нежели субзвездного объекта. Орбита кандидата должна находиться на расстоянии примерно 0,005 угловой секунды от звезды, что соответствует слегка вытянутой орбите (эксцентриситет 0,09) с большой полуосью 2,35 астрономической единицы и периодом не менее 1030 дней.
Выводы и дальнейшие исследования
Несмотря на то, что лишь один зафиксированный транзит и значительный разброс в данных радиальной скорости не дают достаточной уверенности для подтверждения наличия компаньона планетарной массы, статистическая значимость рассчитанных физических параметров составляет всего 2,3 сигмы. Тем не менее, наличие такого тела согласуется с распределением свойств гигантских экзопланет у звезд и может объяснить поступление групп экзокомет или фрагментов планетезималей, вызывающих нерегулярные падения блеска через гравитационные возмущения. Также не исключается присутствие пыли вокруг этого компаньона. Ученые полагают, что подтверждение спутника планетарной природы возможно с использованием астрометрических данных из четвертого каталога Gaia, а более точное определение его характеристик потребует данных от космических телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб».
Звезда Табби является одним из первых примеров наблюдения экзотических затемнений; впоследствии ученые смогли наблюдать транзиты по своим звездам экзокомет, пылевых колец и окруженных ими коричневых карликов. Отдельно стоит отметить, что наземные телескопы VLT и «Джемини-Север» зафиксировали на семи ультрагорячих юпитерах снижение скоростей ветров при повышении равновесной температуры, что, по оценкам, может быть объяснено тормозящим эффектом планетарного магнитного поля, напряженность которого сравнима с полями Юпитера и Сатурна. Эта статья была опубликована в журнале Nature Astronomy.