Получен портрет β Лиры

Рис. 1. Изображения системы Бета Лиры в разных орбитальных фазах. Два левых изображения получены путем применения разных алгоритмов обработки данных (MACIM и BSMEM). Справа схематически показана конфигурация для каждого момента наблюдений. На правых рисунках темных цветом обозначена звезда-донор. Кружки на двух верхних центральных изображениях соответствуют предельному разрешению (mas — milliarcseconds, миллиарксекунды). Рис. из обсуждаемой статьи arXiv:0808.0932

С помощью оптического интерферометра CHARA Array группе американских и английских астрономов впервые удалось в деталях разглядеть двойную переменную звезду Бета Лиры, разрешив ее на два компонента. Также удалось более точно определить расстояние до звезды.

Многим известна яркая двойная звезда β Лиры — другое ее название Шелиак. Она была впервые исследована английским астрономом Джоном Гудрайком (John Goodricke) как переменная звезда еще в 1784 году. Эта затменная двойная система состоит из бело-голубого карлика, относящегося к спектральному классу B6-8 II (более яркий компонент), и более массивной, но более тусклой белой звезды главной последовательности спектрального класса B. Расстояние между компонентами 40 миллионов километров.

В этой системе происходит перетекание вещества с одной звезды на другую, поскольку одна из соседок, расширившись, заполнила свою полость Роша, то есть область, в которой она контролирует движение вещества (названа по имени французского астронома и математика Эдуарда Роша). И теперь газ, выходящий за пределы этой области, уходит из сферы притяжения своей звезды и перетекает на соседнюю; в результате звезда-донор приобретает вытянутую форму, что и видно на рисунках.

Когда-то звезда-донор (бело-голубой карлик) была более массивной, но сейчас ее масса всего лишь около 3 солнечных, а компаньонка распухла до 13 солнечных масс. Оба компонента двойной звезды находятся так близко друг к другу, что их невозможно различить в оптический телескоп (см. спектрально-двойные звезды). Кроме того, потолстевшая звезда окружена аккреционным диском. Именно он в первую очередь и виден при наблюдениях β Лиры, и из-за него более массивная звезда оказывается менее яркой.

Орбитальный период двойной звезды составляет примерно 13 дней и постепенно увеличивается (на 19 секунд в год), так как вещество течет с более легкой звезды на более тяжелую. Мы видим орбиту двойной почти с ребра, поэтому в системе наблюдаются затмения, что и приводит к переменности блеска — он изменяется от 3,3^m до 4,4^m. Первый, более глубокий минимум (4,4^m) приходится на тот момент, когда более массивная звезда затмевает звезду-донор, второй (3,8^m) происходит через 6,5 дней, когда звезда-донор затмевает часть большей звезды.

Рис. 2. Показана орбита аккрецирующей звезды, определенная по данным интерферометрии. Вытянутость эллипса объясняется тем, что мы видим системы практически с ребра. Истинная форма орбиты — почти идеальный круг. Траектория изображена в системе отсчета звезды-донора (показана черной точкой). Рис. из обсуждаемой статьи arXiv:0808.0932

Бета Лиры — довольно близкая звезда (от нее до Солнца примерно 300 парсек), и значит, можно надеяться рассмотреть ее в деталях с помощью интерферометров.

Изображения, показанные на рис. 1, получены с помощью интерферометрической системы CHARA Array, расположенной в Калифорнии (США) в Обсерватории Маунт-Вильсон. Система состоит из шести телескопов с диаметрами зеркал по одному метру. Расстояния между телескопами составляют от 34 до 331 метра. Для наблюдений в ИК-диапазоне система была дополнена прибором MIRC (Michigan Infra-Red Combiner).

Наблюдения проводились в 2006-2007 годах в разных орбитальных фазах (фаза отсчитывается от момента затмения так называемого первичного — то есть более яркого — компонента двойной; в данной системе им является звезда-донор). Для каждого момента наблюдений дано три изображения. Дело в том, что авторы применяли два разных алгоритма для обработки данных (им соответствуют два левых столбца изображений). По сути, разница между изображениями, полученными с помощью разных алгоритмов, показывает уровень неопределенности при восстановлении изображения, который трудно оценить другим способом. Справа же дана модельная картинка (донор там показан темным цветом), сделанная на основе обработанных изображений. По данным модели производится определение параметров системы (расстояние между компонентами, их размеры, ориентация орбиты и т. п.) и их эволюции.

На изображениях (кроме самого первого, где одна из звезд затмевается другой) видны звезда-донор и диск вокруг второй звезды. Видно, что донор слегка вытянут, то есть впервые удалось напрямую рассмотреть искажение формы звезды во время заполнения полости Роша. Диск, окружающий второй компонент, также вытянут. Причем его параметры, как оказалось, отличаются от предсказанных с помощью компьютерного моделирования. Кроме точного определения параметров орбиты двойной системы также удалось уточнить расстояние до β Лиры, получив прямые измерения размера орбиты. По данным авторов, двойная звезда находится от нас на расстоянии 314 ± 17 парсек.

Источник: M. Zhao et al. First Resolved Images of the Eclipsing and Interacting Binary Beta Lyrae // arXiv:0808.0932.

Сергей Попов

Последние новости: Астрономическая научная картинка дня, Сергей Попов