天文学者は、わずか 51 分で互いに一周する星のペアを発見しました。これは、このような組み合わせでこれまでに見られた中で最も速い軌道です。 この星系は ZTF J1813+4251 と名付けられており、大変動変光星の一例です。これは、白色矮星と呼ばれる死んだ星の周りの狭い軌道にある星からなる配置です。
激変する変光星の 1813 つの星が重力波の放出によってエネルギーを失うと、それらは互いに引き寄せられ、白色矮星は太陽に似た「ドナー」星を「食べ」始め、その表面から物質を引き裂きます。 ZTF J4251+3000 は、地球から XNUMX 光年離れた位置にあり、激変変数が十分に縮小して軌道周期が短いことを示す最初の証拠を表しています。
「ZTF J1813+4251の発見により、まれな状況では、激変変数が75分よりもはるかに短い軌道周期に縮小する可能性があることがわかりました」とチームメンバーでアムステルダム大学の研究者は、 ヤン・ファン・レステル、言いました フィジックスワールド。 「これが起こる可能性があるという理論的予測がありましたが、ZTF J1813+4251 の発見により、疑いなくこれが確認されました。」
ヴァン・ロステルと ケビン・バージ また、マサチューセッツ工科大学の研究者らは、質量や半径など、各星のその他の特性も決定しました。
小さなシステム
「連星系は白色矮星とドナー星で構成されており、質量はそれぞれ約 0.55 太陽質量と 0.1 太陽質量です」と van Roestel は言います。 それらの間の距離は太陽の半径のわずか 0.4 であり、これは連星系全体が私たちの星の内部に容易に収まることを意味します。 この研究はまた、このタイトな軌道はドナー星の密度が非常に高い結果であることを示唆しています。
天文学者たちは、ZTF J1813+4251 を、カリフォルニア州パロマー天文台の望遠鏡に取り付けられたカメラを使用する Zwicky Transient Facility (ZTF) によって観測された星の膨大なコレクションの中に見つけました。 ZTF は、空の広い範囲の 1000 枚以上の高解像度写真を撮影し、数日から数年にわたるさまざまな期間にわたる 1 億個の星の明るさの変化を捉えています。
チームはアルゴリズムを使用してこれらのデータを検索し、1813 時間以内に繰り返し点滅しているように見える星を探しました。 このような閃光は、ZTF J4251+XNUMX の場合のように、一方の星が他方からの光を一時的に遮る、狭い軌道にある XNUMX つの星によって引き起こされる可能性があります。
まれな進化段階
観測はまた、システムがその進化の興味深い段階にあることを明らかにしました。 「この激変変数が、水素の降着からヘリウムの降着に移行するという非常に特別なことをしていることを発見しました」と Burdge 氏は説明します。. 「これは、白色矮星が、その中心部にかなりの量のヘリウムを蓄積した後、その寿命の終わりに近づいた古い主系列星を食べ始めたためです。」
現在、ドナー星の水素大気はほぼ消滅しており、白色矮星はその最後の残骸をパートナーから剥ぎ取っています。 その結果、このドナー星はすぐにヘリウムを豊富に含む中心核に還元され、白色矮星の仲間はそれを食べ続けます。 チームはまた、この系の公転周期は短縮し続け、約 70 万年後には 20 分程度になる可能性があると予測しています。
「この連星の未来は、重力波によって動かされています」とヴァン・ロステルは言います。 「XNUMXつの星は十分に大きく、互いに十分に近い軌道を周回しているため、重力波によって角運動量がゆっくりと失われ、軌道周期と間隔がさらに減少します。」
重力波観測
原理的には、これらの重力波は天文学者によって検出される可能性があります。 しかし、現在の重力波観測所は、これを行うのに十分な感度を持っていません。 将来的には、そのようなシステムの研究は、計画されているレーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA) を使用して行うことができます。これは、既存の地球ベースの重力波検出器よりも感度が高くなります。
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「現在、LISA と呼ばれる重力波検出器が宇宙で開発されており、ZTF J1813+4251 のような軌道周期を持つ天体からの重力波を検出できるため、この発見は非常に重要です」と Burdge 氏は言います。 彼は、この将来の調査は、星がどのように進化するかについての私たちの理解に欠けている重要な要素を埋めることができると付け加えています.
「激変変数は、降着物理学と連星進化を研究するための非常に優れた実験室です。 教科書は、太陽のような孤立した星に焦点を当てる傾向があります。 問題は、XNUMX つの星を連星系で隣り合わせにすると、単純な話ではうまくいかないということです。なぜなら、それらが相互作用し、結果が完全に変わる可能性があるからです。」
「激変変数のように、これらの密接に相互作用する連星を研究することで、星の進化に関する教科書を完成させるために必要な情報を収集しています。 つまり、恒星の連星進化について理解し始めているということです。 このシステムは基本的に、激変する変数バイナリがどのように形成されるかという重要な問題に答えます。」
観察については、 自然。
