stringtranslate.com

V838 Единорог

V838 Единорога ( Nova Monocerotis 2002 ) — катастрофическая двойная звезда в созвездии Единорога, расположенная примерно в 19 000 световых годах (6 кпк ) от Солнца . Ранее не замеченная звезда была замечена в начале 2002 года, переживающей крупную вспышку, и была одной из крупнейших известных звезд в течение короткого периода после вспышки. [10] Первоначально считавшаяся типичным извержением новой , она затем была идентифицирована как первая из нового класса эруптивных переменных, известных как светящиеся красные новые . Причина вспышки до сих пор не определена, но считается, что это было слияние двух звезд в тройной системе.

Извержение произошло на одной из двух звезд главной последовательности B3 на близкой двойной орбите. Извергающаяся звезда выглядела как необычно холодный сверхгигант и на некоторое время поглотила своего компаньона. К 2009 году температура сверхгиганта увеличилась (с 2005 года) до 3270 К, а его светимость была в 15 000 раз больше солнечной ( L ☉ ), но его радиус уменьшился до 380 раз больше солнечного ( R ☉ ), хотя выбросы продолжают расширяться. [11]

Вспышка

Кривые блеска в визуальном (синие точки) и инфракрасном диапазоне K (красные точки) извержения V838 Monocerotis в 2002 году, адаптированные из Starrfield et al. , 2004 [12]
Световое эхо V838 Mon, полученное 30 апреля 2002 г.

6 января 2002 года в созвездии Единорога ( Monoceros) была замечена неизвестная звезда, которая стала ярче. [13] Будучи новой переменной звездой, она была обозначена как V838 Monocerotis, 838-я переменная звезда Единорога. Первоначальная кривая блеска напоминала кривую блеска новой , извержения, которое происходит, когда на поверхности белого карлика от его близкого двойного компаньона скапливается достаточное количество водородного газа . Поэтому объект также был обозначен как Nova Monocerotis 2002. V838 Monocerotis достигла максимальной визуальной величины 6,75 6 февраля 2002 года, после чего она начала быстро тускнеть, как и ожидалось. Однако в начале марта звезда снова начала ярче, особенно в инфракрасном диапазоне. Еще одно яркое свечение в инфракрасном диапазоне произошло в начале апреля. В 2003 году звезда вернулась к своей первоначальной яркости до извержения (величина 15,6), но как красный сверхгигант , а не как голубая звезда главной последовательности . Кривая блеска, полученная в результате извержения, была непохожа ни на что, что наблюдалось ранее. [2] В 2009 году звезда была около 15 000  L ☉ , [11] что при отсутствии поглощения соответствовало бы видимой величине 8,5. [a]

Сравнение размеров V838 Monocerotis и внутренней части Солнечной системы.

Звезда увеличилась примерно до миллиона солнечных светимостей [14] и достигла абсолютной величины −9,8 [15], что обеспечило ей в момент максимума одну из самых ярких звезд в галактике Млечный Путь . Ее увеличение яркости было вызвано быстрым расширением ее внешних слоев.

V838 Monocerotis наблюдался с помощью интерферометра Palomar Testbed , который показал радиус1570 ± 400  R ☉ (сопоставимо с радиусом орбиты Юпитера), что подтверждает более ранние косвенные расчеты. [ 16] На принятом в настоящее время расстоянии 6100  пк измеренный угловой диаметр в конце 2004 года (1,83  мсд ) соответствовал радиусу1200 ± 150  R ☉ , но к 2014 году он сократился до750 ± 200  R ☉ , примерно на 70 солнечных радиусов больше, чем Антарес . [17] Расширение заняло всего пару месяцев, что означает, что его скорость была аномальной. Поскольку законы термодинамики гласят , что расширяющиеся газы охлаждаются, звезда стала чрезвычайно холодной и темно-красной. Фактически, некоторые астрономы утверждают, что спектр звезды изначально напоминал спектр коричневых карликов L-типа . Если это так, то V838 Monocerotis был первым известным сверхгигантом L-типа . [18] С тех пор он сжался и нагрелся и теперь считается сверхгигантом M-типа . Однако текущие оценки расстояния, а следовательно, и радиуса, примерно на 25% ниже, чем предполагалось в этих работах. [15]

Другие, возможно, похожие события

Есть несколько вспышек, напоминающих вспышку V838 Единорога. В 1988 году было обнаружено извержение красной звезды в галактике Андромеды . Звезда, обозначенная M31-RV , достигла абсолютной болометрической величины −9,95 в максимуме (что соответствует светимости 0,75 миллиона  L ☉ ), прежде чем потускнела за пределами обнаружения. Похожее извержение, V4332 Стрельца , произошло в 1994 году в Млечном Пути. [19]

Звезда-прародительница

Расположение V838 Monocerotis в галактике Млечный Путь .

На основе неправильной интерпретации светового эха, вызванного извержением, расстояние до звезды сначала оценивалось в 1900–2900 световых лет. В сочетании с видимой величиной, измеренной по фотографиям до извержения, считалось, что это неяркий карлик F-типа , что представляло собой значительную загадку. [10]

Более точные измерения дали гораздо большее расстояние, 20 000 световых лет (6 кпк). Похоже, что звезда была значительно массивнее и ярче Солнца. Звезда, вероятно, имеет массу от 5 до 10 масс Солнца ( M ☉ ). [7] По-видимому, это была либо звезда B1.5V с компаньоном B3V, либо звезда A0.5V с компаньоном B4V. В последнем случае она имела бы светимость около 550  L ☉ (будучи в 0,43 раза ярче своего компаньона), а в первом случае она была бы более яркой (примерно в 1,9 раза ярче своего компаньона). [7] [b] Первоначально звезда могла иметь радиус примерно 5  R ☉ , а ее температура была бы как у звезды B-типа (более 10 000 К, но менее 30 000 К [7] ). Мунари и др. (2005) предположили, что звезда-прародитель была очень массивным сверхгигантом с начальной массой около 65  M ☉ , [9] но это было оспорено. [7] Кажется, существует согласие, что звездная система относительно молода. Мунари и др. пришли к выводу, что возраст системы может быть всего около 4 миллионов лет.

Спектр V838 Единорога показывает наличие компаньона — горячей голубой звезды B-типа главной последовательности , вероятно, не сильно отличающейся от звезды-прародителя. [7] Также возможно, что прародитель был немного менее массивным, чем компаньон, и только что вошел в главную последовательность. [10]

На основе фотометрического параллакса компаньона Мунари и др. вычислили большее расстояние — 36 000 световых лет (10 кпк). [9]

Световое эхо

Изображения, демонстрирующие расширение светового эха. Кредит: NASA / ESA .
Эволюция светового эха вокруг V838 Monocerotis. [20]
Анимация 11 изображений светового эха V838 Mon

Известно, что быстро становящиеся ярче объекты, такие как новые и сверхновые, создают явление, известное как световое эхо . Свет, который идет напрямую от объекта, приходит первым. Если вокруг звезды есть облака межзвездной материи , часть света отражается от облаков. Из-за более длинного пути отраженный свет приходит позже, создавая видимость расширяющихся колец света вокруг извергающегося объекта. Кажется, что кольца движутся быстрее скорости света , но на самом деле это не так. [2] [21]

В случае V838 Monocerotis, полученное световое эхо было беспрецедентным и хорошо задокументировано на снимках, полученных космическим телескопом Хаббл . Хотя фотографии кажутся изображающими расширяющуюся сферическую оболочку мусора, на самом деле они образованы освещением постоянно расширяющегося эллипсоида со звездой-прародительницей в одном фокусе и наблюдателем в другом. Таким образом, несмотря на видимость, структуры на этих фотографиях на самом деле вогнуты по направлению к наблюдателю.

К марту 2003 года размер светового эха в небе в два раза превышал угловой диаметр Юпитера и продолжал расти. [22] Угловой диаметр Юпитера варьируется от 30 до 51 угловой секунды .

Пока не ясно, связана ли окружающая туманность с самой звездой. Если это так, то они могли быть созданы звездой в более ранних извержениях, что исключило бы несколько моделей, основанных на единичных катастрофических событиях. [2] Однако есть веские доказательства того, что система V838 Monocerotis очень молода и все еще находится в туманности , из которой она образовалась. [14]

Извержение изначально излучало волны на более коротких длинах волн (т.е. было более синим), что можно увидеть в световом эхе: внешняя граница имеет голубоватый оттенок на снимках Хаббла. [2]

Гипотезы

Два снимка, сделанные в ноябре 2005 г. и сентябре 2006 г., показывают изменения, произошедшие с ярким эхом V838 Mon.

Считается, что это и другие яркие красные новые события вызваны слиянием двух звезд. В случае V838 Monocerotis это было слияние двух звезд главной последовательности или звезды главной последовательности с массой 8  M ☉ и звезды предглавной последовательности с массой 0,3  M ☉ . Модель слияния объясняет множественные пики на кривой блеска, наблюдаемые во время вспышки. [14] Основываясь на дальнейших наблюдениях звезд, похожих на V838 Monocerotis, таких как V1309 Scorpii , астрономы пришли к выводу, что это наиболее вероятный сценарий. [1] [23]

Также были опубликованы и другие объяснения извержения V838 Monocerotis. [24]

Атипичная вспышка новой звезды

Вспышка V838 Monocerotis может быть извержением новой, хотя и очень необычным. Однако это маловероятно, учитывая, что система включает звезду B-типа, а звезды этого типа молодые и массивные. Не было достаточно времени, чтобы возможный белый карлик остыл и аккрецировал достаточно материала, чтобы вызвать извержение. [19]

Тепловой импульс умирающей звезды

V838 Monocerotis может быть постасимптотической звездой ветви гигантов , находящейся на грани превращения в сверхновую . Туманность, освещенная световым эхом, на самом деле может быть оболочками пыли, окружающей звезду, созданными звездой во время предыдущих подобных вспышек. Яркость могла быть так называемой гелиевой вспышкой , когда ядро ​​умирающей маломассивной звезды внезапно зажигает гелиевый синтез , разрушая, но не уничтожая звезду. Известно, что такое событие произошло в Объекте Сакураи . Однако несколько доказательств подтверждают аргумент о том, что пыль является межзвездной, а не сосредоточена в V838 Monocerotis. Умирающая звезда, потерявшая свои внешние оболочки, была бы соответственно горячей, но доказательства указывают на молодую звезду вместо этого. [7]

Термоядерное событие внутри огромного сверхгиганта

Согласно некоторым данным, V838 Monocerotis может быть очень массивным сверхгигантом . Также в этом случае вспышка могла быть гелиевой вспышкой. Очень массивные звезды переживают несколько таких событий; однако они испытывают большую потерю массы (около половины первоначальной массы теряется во время нахождения в главной последовательности ), прежде чем оседают как чрезвычайно горячие звезды Вольфа-Райе . Эта теория также может объяснить видимые пылевые оболочки вокруг звезды. V838 Monocerotis расположена примерно в направлении галактического антицентра и вдали от диска Млечного Пути. Звездообразование менее активно во внешних галактических областях, и неясно, как там может образоваться такая массивная звезда. Однако есть очень молодые скопления, такие как Ruprecht 44 и NGC 1893 возрастом 4 миллиона лет, на расстоянии около 7 и 6 килопарсеков соответственно. [9]

Событие планетарного захвата

Другая возможность заключается в том, что V838 Monocerotis могла поглотить свои гигантские планеты . Если бы одна из планет вошла в атмосферу звезды, звездная атмосфера начала бы замедлять планету. По мере того, как планета проникала глубже в атмосферу, трение становилось бы сильнее, и кинетическая энергия высвобождалась бы в звезду быстрее. Оболочка звезды затем нагревалась бы достаточно, чтобы вызвать синтез дейтерия , что привело бы к быстрому расширению. Более поздние пики могли бы затем произойти, когда две другие планеты вошли в расширенную оболочку. Авторы этой модели подсчитали, что каждый год около 0,4 событий захвата планет происходит в подобных Солнцу звездах в галактике Млечный Путь, тогда как для массивных звезд, таких как V838 Monocerotis, скорость составляет приблизительно 0,5–2,5 событий в год. [25]

Событие общего конверта

См. общий конверт

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Абсолютная величина Солнца составляет 4,83, что означает, что его видимая величина будет равна 4,83 на расстоянии 10 парсеков, а V838 Mon была в 15 000 раз ярче Солнца, если предположить, что онаНаходится на расстоянии 6500 парсеков , поэтому видимая величина V838 Mon составляет 4,83 − 2,5×log(15000) + 5×log(6500/10) ≈ 8,5.
  2. ^ В первом случае в источнике явно не указана светимость.

Ссылки

  1. ^ abc Zain Mobeen, Muhammad; et al. (октябрь 2021 г.). "Среда среднего инфракрасного диапазона остатка звездного слияния V838 Monocerotis". Astronomy & Astrophysics . 655 : A100. arXiv : 2110.12758 . Bibcode :2021A&A...655A.100M. doi :10.1051/0004-6361/202142297. S2CID  239768384.
  2. ^ abcde Бонд, Ховард Э.; Хенден, Арне; Левай, Золтан Г.; Панагия, Нино; Спаркс, Уильям Б.; Старрфилд, Самнер; Вагнер, Р. Марк; Корради, RLM; Мунари, У. (27 марта 2003 г.). «Энергичная звездная вспышка, сопровождаемая околозвездным световым эхом». Природа . 422 (6930): 405–408. arXiv : astro-ph/0303513 . Бибкод : 2003Natur.422..405B. дои : 10.1038/nature01508. PMID  12660776. S2CID  90973.
  3. ^ abc Горанский, вице-президент; Барсукова Е.А.; Буренков А.Н.; Валеев А.Ф.; Жарова А.В.; Кролл, П.; Метлова, Н.В.; Шугаров, С.Ю. (2020). «Прародитель и остаток светящейся красной новой V838 Единорога». Астрофизический вестник . 75 (3): 325–349. Бибкод : 2020AstBu..75..325G. дои : 10.1134/S1990341320030049. S2CID  221839336.
  4. ^ ab Brown, AGA ; et al. (сотрудничество Gaia) (август 2018 г.). "Gaia Data Release 2: Summary of the content and survey properties". Astronomy & Astrophysics . 616 . A1. arXiv : 1804.09365 . Bibcode : 2018A&A...616A...1G . doi : 10.1051/0004-6361/201833051 .Запись Gaia DR2 для этого источника на VizieR .
  5. ^ Рид, MJ; Ментен, КМ; Брунталер, А.; Чжэн, XW; Дама, ТМ; Сюй, Ю.; Ли, Дж.; Сакаи, Н.; Ву, Ю.; Иммер, К.; Чжан, Б.; Санна, А.; Москаделли, Л.; Рыгл, КЛЖ; Барткевич А.; Центр.; Кирога-Нуньес, Л.Х.; Ван Лангевельде, HJ (2019). «Тригонометрические параллаксы областей звездообразования большой массы: наш взгляд на Млечный Путь». Астрофизический журнал . 885 (2): 131. arXiv : 1910.03357 . Бибкод : 2019ApJ...885..131R. дои : 10.3847/1538-4357/ab4a11 . S2CID  203904869.
  6. ^ Ортис-Леон, Гизела Н.; Ментен, Карл М.; Каминский, Томаш; Брунталер, Андреас; Рид, Марк Дж.; Тиленда, Ромуальд (2020). «Мазерная астрометрия SiO красного транзиента V838 Monocerotis». Астрономия и астрофизика . 638 : А17. arXiv : 2004.01488 . Бибкод : 2020A&A...638A..17O. дои : 10.1051/0004-6361/202037712. S2CID  214794885.
  7. ^ abcdefg Тайленда, Р.; Сокер, Н.; Щерба, Р. (октябрь 2005 г.). «О прародителе V838 Monocerotis». Астрономия и астрофизика . 441 (3): 1099–1109. arXiv : astro-ph/0412183 . Бибкод : 2005A&A...441.1099T. дои : 10.1051/0004-6361: 20042485. S2CID  119363054 . Проверено 10 августа 2006 г.
  8. ^ abc Каминский, Томек; Тиленда, Ромуальд; Кильян, Александра; Шмидт, Мирек; Лисецкий, Кшиштоф; Мелис, Карл; Франковски, Адам; Джоши, Вишал; Ментен, Карл М. (2021). «V838 Monocerotis глазами ALMA: остаток бинарного слияния в тройной системе». Астрономия и астрофизика . 655 : А32. arXiv : 2106.07427 . Бибкод : 2021A&A...655A..32K. дои : 10.1051/0004-6361/202141526. S2CID  235422695.
  9. ^ abcd Мунари, Ю.; Мунари, У.; Хенден, А.; Валленари, А.; Бонд, HE; Корради, RLM; Крауз, Л.; Дезидера, С.; и др. (2 мая 2005 г.). «Вдалеке покраснение и прародитель V838 Mon». Астрономия и астрофизика . 434 (3): 1107–1116. arXiv : astro-ph/0501604 . Бибкод : 2005A&A...434.1107M. дои : 10.1051/0004-6361:20041751. S2CID  119330637.
  10. ^ abc Tylenda, R. (4 июня 2005 г.). «Эволюция V838 Monocerotis во время и после извержения 2002 г.». Астрономия и астрофизика . 436 (3): 1009–1020. arXiv : astro-ph/0502060 . Bibcode : 2005A&A...436.1009T. doi : 10.1051/0004-6361:20052800. S2CID  3566688.
  11. ^ ab Tylenda, R.; Kamiński, T.; Schmidt, M.; Kurtev, R.; Tomov, T. (2011). "Оптическая спектроскопия высокого разрешения V838 Monocerotis в 2009 году". Astronomy & Astrophysics . 532 : A138. arXiv : 1103.1763 . Bibcode :2011A&A...532A.138T. doi :10.1051/0004-6361/201116858. S2CID  118649108.
  12. ^ Starrfield, S. ; Wagner, RM; Hauschildt, PH; Bond, HE; ​​Evans, A.; Rushton, MT; Rushton, MT; Munari, U.; Henden, A.; Levay, ZG; Panagia, N.; Sparks, WB; Corradi, RLM (июль 2004 г.). Вспышка V838 Mon в 2002 г.: как круто . Получено 29 сентября 2021 г.
  13. ^ Браун, Нью-Джерси; Вааген, Э.О.; Сковил, К.; Нельсон, П.; Оксанен, А.; Солонен, Дж.; Прайс, А. (2002). «Особенная переменная в Monoceros». IAU Цирк . 7785 : 1. Бибкод : 2002IAUC.7785....1B.
  14. ^ abc Soker, N.; Tylenda, R. (15 июня 2006 г.). "Моделирование V838 Monocerotis как объекта Mergeburst". Природа V838 Mon и ее светового эха . 363 : 280. arXiv : astro-ph/0606371 . Bibcode : 2007ASPC..363..280S.
  15. ^ ab Sparks, WB; Bond, HE; ​​Cracraft, M.; Levay, Z.; Crause, LA; Dopita, MA; Henden, AA; Munari, U.; Panagia, N.; Starrfield, SG; Sugerman, BE; Wagner, RM; l. White, R. (2008). "V838 Monocerotis: геометрическое расстояние от поляриметрического изображения ее светового эха с помощью космического телескопа Хаббла". The Astronomical Journal . 135 (2): 605–617. arXiv : 0711.1495 . Bibcode : 2008AJ....135..605S. doi : 10.1088/0004-6256/135/2/605. S2CID  13459320.
  16. ^ Лейн, Б. Ф.; Реттер, А.; Томпсон, Р. Р.; Эйснер, Дж. А. (апрель 2005 г.). «Интерферометрические наблюдения V838 Monocerotis». The Astrophysical Journal . 622 (2). Американское астрономическое общество: L137–L140. arXiv : astro-ph/0502293 . Bibcode : 2005ApJ...622L.137L. doi : 10.1086/429619. S2CID  119473906.
  17. ^ Шено, Оливье; Миллур, Флорентин; Де Марко, Орсола ; Брайт, SN; Спанг, Ален; Баннерджи, DPK; Ашок, NM; Камински, Т.; Вишневски, Джон П.; Мейян, Энтони; Лагадек, Эрик (2014). "V838 Единорога: центральная звезда и ее окружение через десятилетие после вспышки". Астрономия . 569 : L3. arXiv : 1407.5966 . Bibcode : 2014A&A...569L...3C. doi : 10.1051/0004-6361/201424458. S2CID  11558941.
  18. ^ Эванс, А.; Гебалль, ТР; Раштон, МТ; Смолли, Б.; ван Лун, Дж. Т.; Эйрес, SPS; Тайн, ВХ (август 2003 г.). «V838 Mon: L-сверхгигант?». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 343 (3). Королевское астрономическое общество: 1054–1056. Bibcode : 2003MNRAS.343.1054E. doi : 10.1046/j.1365-8711.2003.06755.x .
  19. ^ ab Boschi, F.; Munari, U. (май 2004 г.). «Эволюция M 31-RV и ее предполагаемая многовспышечная модель». Astronomy & Astrophysics . 418 (3): 869–875. arXiv : astro-ph/0402313 . Bibcode :2004A&A...418..869B. doi :10.1051/0004-6361:20035716. S2CID  18582562.М31-РВ - 0402313
  20. ^ Эволюция светового эха вокруг V838 Monocerotis , получено 27 августа 2015 г.
  21. ^ "Many Epochs of V838 Mon". Проект наследия Хаббла . Получено 3 октября 2015 г.
  22. ^ "Hubble Watches Light from Mysterious Erupting Star Reverberate Through Space". Hubblesite . 26 марта 2003 г. Архивировано из оригинала 22 декабря 2017 г.
  23. ^ Woodward, CE; et al. (ноябрь 2021 г.). «Инфракрасная эволюция пыли в V838 Monocerotis». The Astronomical Journal . 162 (5): 9. arXiv : 2108.08149 . Bibcode : 2021AJ....162..183W. doi : 10.3847/1538-3881/ac1f1e . S2CID  237194996. 183.
  24. ^ Овербай, Деннис (2014-09-03). «Звезда V838 Единорога все еще взрывает головы астрономов». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 2015-08-30 .
  25. ^ Реттер, А.; Чжан, Б.; Сисс, Л.; Левинсон, А. (22 мая 2006 г.). «Модель захвата планет V838 Monocerotis: выводы относительно глубины проникновения планет/ы». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 370 (3): 1565–1572. arXiv : astro-ph/0605552 . Bibcode : 2006MNRAS.370.1565C. doi : 10.1111/j.1365-2966.2006.10579.x .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме V838 Monocerotis .