Редкий танец: астрономы обнаружили двойную систему коричневых карликов с рекордным переносом массы

Астрономы из Калифорнийского технологического института (Caltech) под руководством Сэмюэля Уайтбука обнаружили редкую двойную систему из двух коричневых карликов, в которой происходит стабильный перенос массы. Объект, получивший обозначение ZTF J1239+8347, был найден с помощью обзора неба Zwicky Transient Facility (ZTF), а подробности открытия опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Международная группа астрономов под руководством Сэмюэля Уайтбука из Калифорнийского технологического института сообщила об открытии уникальной двойной системы, состоящей из двух коричневых карликов. Эти объекты, занимающие промежуточное положение между планетами и звездами с массами от 13 до 80 масс Юпитера, сами по себе не редкость, однако двойные системы, в которых два таких объекта вращаются вокруг общего центра масс, встречаются значительно реже. Еще более редким явлением является обнаружение среди них процесса стабильного переноса массы, когда один компонент системы передает вещество другому.

Обнаруженная система ZTF J1239+8347 находится на расстоянии примерно 1100 световых лет от Земли. Ее орбитальный период составляет около 57,41 минуты, что указывает на тесное взаимодействие компонентов. По оценкам исследователей, массы обоих объектов лежат в диапазоне от 60 до 80 масс Юпитера, что соответствует верхней границе коричневых карликов. В данный момент система находится в фазе стабильного массообмена, что является ключевой особенностью, делающей эту находку особенно ценной для науки.

В рамках обзора переменных звезд ZTF (ZVAR) был проведен всесторонний поиск периодических переменных звезд. Как поясняют исследователи, целью являлся целенаправленный поиск двойных систем коричневых карликов, аккрецирующих друг на друга. «В рамках этого обзора мы целенаправленно искали двойные системы коричневых карликов, аккрецирующих друг на друга. В ходе этого поиска мы идентифицировали ZTF J1239+8347», — отмечают ученые.

Анализ параметров системы показал, что аккретор (объект, принимающий вещество) имеет радиус, равный 1,2 радиуса Юпитера, а температура его атмосферы достигает примерно 1500 К. Объект-донор, который теряет вещество, характеризуется несколько иными параметрами: его радиус оценивается в пределах от 0,9 до 1,4 радиуса Юпитера, а температура его атмосферы, вероятно, не превышает 1200 К. Наличие стабильного переноса массы подтверждается высокой амплитудой изменчивости системы в оптическом диапазоне, что указывает на существование орбитальной горячей точки, которая частично скрыта в атмосфере аккретора.

Интересно, что, несмотря на значительную переменность в оптическом диапазоне, в ближнем и среднем инфракрасном спектре аккреционная светимость системы остается достаточно низкой. Это позволяет тепловому излучению самих атмосфер коричневых карликов вносить существенный вклад в общий спектр системы, что открывает дополнительные возможности для изучения их физических свойств.

Авторы исследования подчеркивают необходимость продолжения наблюдений для более точного определения характеристик ZTF J1239+8347. Они указывают на то, что наземные спектры в ближнем инфракрасном диапазоне не позволяют получить фазовое разрешение для систем такой яркости.

В связи с этим ученые предлагают использовать для дальнейшего изучения космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST). «Будущие наблюдения системы с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб могли бы лучше определить температуру атмосферы аккретора и обнаружить атмосферу системы-донора. Такие наблюдения будут необходимы для прямого измерения отношения масс системы, поскольку спектры полученные наземными обсерваториями в ближнем инфракрасном диапазоне не позволяют получить фазовое разрешение для систем такой яркости», — пишут ученые.

В результате проведенного исследования астрономам удалось подтвердить существование редчайшего типа двойных систем — двух коричневых карликов с орбитальным периодом менее часа, находящихся в фазе стабильной аккреции. Открытие ZTF J1239+8347 не только пополняет каталог малоизученных объектов, но и предоставляет уникальную возможность для проверки теорий эволюции тесных двойных систем на завершающих этапах их существования, когда перенос массы играет определяющую роль в изменении их орбитальных и физических характеристик.