Исследователи Мадридского университета завершили комплексное исследование звездных систем в радиусе 10 парсеков (32,6 световых лет) от нашей планеты. Исследование выявило 92 кратные звездные системы среди 424 известных звездных и субзвездных объектов в этом регионе. В ходе исследования были объединены данные каталога телескопа DR3 Европейского космического агентства Gaia с Вашингтонским каталогом двойных звезд, который объединяет десятилетия измерений лучевых скоростей.
Исследование выявило различные закономерности в том, как звезды образуют гравитационное партнерство. Из 92 идентифицированных систем 68 были двойными (два тела), 19 тройными, 3 четверными и 2 чрезвычайно сложными пятерными системами.
Крупные звезды предпочитают спутников
Звезды с массой более половины Солнца имеют вероятность 41% иметь хотя бы одного гравитационно-связанного компаньона. Эта картина резко меняется для объектов с меньшей массой. Красные и коричневые карлики с массой менее 0,1 Солнца имеют лишь 9% вероятность находиться в мультизвездной системе.
Это несоответствие раскрывает фундаментальный аспект звездной динамики:
- Массивные звезды имеют тенденцию образовывать несколько систем
- Объекты малой массы предпочитают избегать гравитационных ассоциаций.
- Масса существенно определяет «родственный статус» звезд.
- Космические тяжеловесы путешествуют группами
- Легковесы тяготеют к одиночеству
Переменные и сложные орбитальные периоды
Выявленные системы имеют орбитальные периоды, охватывающие чрезвычайно разные временные масштабы. Некоторые тесно связанные пары совершают оборот по орбите за считанные дни. Другим широко разделенным парам требуются десятки миллионов лет, чтобы вращаться вокруг друг друга. В самом крайнем наблюдаемом случае звезды кажутся почти несвязанными, но тщательные расчеты энергии связи подтвердили, что они остаются гравитационно связанными.
Техническая причина ограничения обзора 10 парсеками имеет решающее значение. Чем дальше находится звезда, тем труднее подтвердить, есть ли у нее спутник. Ограничение радиуса определенным значением обеспечивает полноту опроса и снижает вероятность того, что другие спутники скроются за пределами зоны обнаружения.
Влияние на поиск обитаемых экзопланет
Важность этой переписи выходит за рамки астрономического любопытства. Он предоставит необходимые данные для следующего поколения телескопов, предназначенных для поиска обитаемых миров. Обсерватория обитаемых миров НАСА (HWO) и Большой интерферометр для экзопланет (LIFE) Европейского космического агентства предназначены для прямого получения изображений аналогов Земли.
Звезды-спутники представляют собой серьезную проблему для этих устройств. Гравитационная сила, которую они оказывают на свою звезду-хозяина, искажает показания лучевой скорости, что является одним из наиболее распространенных методов поиска экзопланет. Когда эти телескопы проводят недели, наблюдая за многообещающим кандидатом только для того, чтобы их данные были скомпрометированы шумом неизвестной звезды-компаньона, результатом является пустая трата чрезвычайно ценного научного времени.
Новый обзор является кульминацией серии из трех исследовательских статей. Ранее авторы проанализировали мультизвездные системы в пределах 100 парсеков и нанесли на карту границы самых далеких известных двойных систем. Эта подробная перепись послужит основой для будущих кампаний наблюдений и поможет исследователям оптимизировать использование телескопов следующего поколения.
Исследование демонстрирует фундаментальную закономерность формирования и развития звезд у нашего непосредственного космического соседа. Хотя наше Солнце остается одиноким объектом, большинство звезд путешествуют в компании. Понимание этой гравитационной динамики приближает ученых к открытию потенциально обитаемых миров за пределами нашей Солнечной системы.