У этой экстремальной звезды могут быть огромные приливные волны

На одной звезде в Большом Магеллановом Облаке огромные приливные волны плазмы могут неоднократно разбиваться о ее поверхность, когда гравитация меньшей звезды-компаньона притягивает большую звезду (на рисунке).

Мелисса Вайс/CfA

Лиз Крузи

21 августа 2023 г., 9:00

Подобно океанскому прибою, разбивающемуся о песчаный пляж, огромные волны плазмы могут обрушиться на поверхность одной массивной звезды.

Звезда является частью пары, растянутой и притянутой гравитацией своего спутника. Это гравитационное перетягивание каната приводит к резкому и ритмичному изменению яркости звезды. Теперь компьютерное моделирование показывает, что это устойчивое сердцебиение звездного света вызвано гигантскими приливными волнами, волнистыми и разбивающимися о поверхность звезды, сообщают исследователи 10 августа в журнале Nature Astronomy. Высота волн могла достигать трех диаметров Солнца.

«Довольно редко можно увидеть такие действительно драматические, но преобразующие моменты в действии», — говорит астрофизик Морган МакЛауд из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс.

Звездная система, получившая название MACHO 80.7443.1718, расположена на расстоянии около 160 000 световых лет от Земли в Большом Магеллановом Облаке. Здесь находится одна видимая звезда, масса которой в 35 раз превышает массу Солнца, и еще одна невидимая звезда с массой не менее 10 солнечных масс. Примерно раз в месяц, вращаясь вокруг друг друга, они проходят достаточно близко, чтобы гравитационные силы вызывали приливы на поверхности обеих звезд, подозревают ученые, во многом так же, как Луна притягивает земные океаны (SN: 4/5/11).

Однако на звездах этот буксир будет гораздо более экстремальным. «Вместо того, чтобы быть высотой в несколько метров, [прилив] может достигать 10 процентов диаметра звезды», — это видно, — говорит астрофизик Джим Фуллер из Калифорнийского технологического института, который не участвовал в исследовании. На такой большой звезде, как эта видимая звезда — примерно в 24 раза шире Солнца — это соответствует приливной волне высотой примерно 3,3 миллиона километров.

Новое исследование, по словам Фуллера, «показывает, насколько сложной и интересной становится динамика, когда у вас есть такая экстремальная система».

Астрономы не могут увидеть форму этих звезд в телескоп, но они могут отслеживать, как свет более яркой звезды меняется с течением времени. Если яркость большинства известных «звезд-сердцебиений» меняется примерно на десятую долю процента, то яркость этой системы меняется на 20 процентов.

Примерно раз в месяц две звезды, находящиеся на расстоянии около 160 000 световых лет от Земли, проходят настолько близко друг к другу, что гравитационные силы должны вызывать приливы в плазме на поверхностях обеих звезд. Компьютерное моделирование (показано) предполагает, что гравитационное перетягивание каната вызывает огромные приливы в плазме на поверхности большей звезды.

Маклауд хотел знать, как динамика этой звездной системы приводит к таким видимым изменениям. Поэтому он и гарвардский астроном Ави Леб смоделировали, как плазма движется между этими звездами, когда они вращаются вокруг друг друга.

Исследование предполагает, что волны могут стать настолько большими, что разбиваются и разбиваются о поверхность более яркой звезды. Когда океанская волна находится далеко от берега, это катящаяся волнистая волна. Но по мере приближения к берегу он поднимается и рушится сам на себя. «Здесь происходит что-то вроде параллельного», — говорит Маклауд. Верх волны становится круче, «расстраивается по фазе с нижней, сворачивается сам на себя и разбивается».

Получите отличную научную журналистику из самого надежного источника с доставкой прямо к вашему порогу.

По его словам, после того, как он упадет на поверхность звезды, «выброшенный мусор попадает в атмосферу вокруг звезды», как пенистый прибой, оставленный на пляже. Когда волны разбиваются, энергия теряется. Исследование предполагает, что это столкновение приводит к сужению орбит звезд, а это означает, что в конечном итоге эти звезды могут столкнуться и, возможно, слиться.

Вопросы или комментарии к этой статье? Пишите нам по адресу [email protected] | Перепечатки: часто задаваемые вопросы

М. Маклауд и А. Леб. Разбивающиеся волны на поверхности пульсирующей звезды МАЧО 80.7443.1718. Природная астрономия. Опубликовано в Интернете 10 августа 2023 г. doi: 10.1038/s41550-023-02036-3.