При помощи астрономов-любителей и космического телескопа TESS для поиска экзопланет открыт новый тип пульсирующих звёзд. Яркая звезда в южном полушарии на расстоянии 1500 световых лет периодически изменяет параметры, но только на одной своей стороне из-за сильного приливного взаимодействия со звездой-компаньоном.
Существование такого типа звёзд предсказано 40 лет назад. Переменные звёзды изучаются давно, однако в большинстве случаев фотометрические изменения в них симметричны и видны со всех сторон. Астрономы давно предполагали, что в двойных звёздных системах звёзды, находящиеся близко друг к другу, испытывают сильное взаимовлияние за счёт притяжения. В частности, из-за приливного захвата их орбит можно ожидать, что ось пульсации переменной звезды в паре может подстраиваться под период обращения пары звёзд вокруг центра масс. Поиск таких звёздных систем вёлся давно, в том числе и по данным космических телескопов, включая Kepler. Однако только сейчас по результатам анализа световых кривых телескопа TESS такая система наконец обнаружена. Звезда с обозначением HD 74423 — звезда-гигант типа A в южном небе. Её необычное поведение сначала установили любители, занимающиеся обработкой общедоступного массива данных телескопа TESS в рамках «охоты за экзопланетами». Более детальное исследование показало, что в данном случае речь идёт о двойной звезде, в которой одна из компонент меняет яркость синхронно с обращением звёздной пары. Статья об этом открытии опубликована 9 марта в Nature Astronomy. Международный коллектив из 15 авторов представляет исследовательские центры Австралии, США, Европы и Азии.
Космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) — это спутник NASA, запущенный в 2018 году и предназначенный для поиска экзопланет методом транзита (изучения «световой кривой» звезды, то есть изменения яркости звезды при затмении её планетой). В отличие от фактически закончившего свою работу «Кеплера», он просматривает почти всё звёздное небо по сегментам, обращая внимание на ближайшие к нам звёзды на расстоянии до 100—200 световых лет. Подробнее о его характеристиках — см. заметку на сайте. Из специфики его поля обзора следует, что большое количество обнаруженных интересных объектов будет сосредоточено ближе к полюсам мира: пока что по состоянию на 2019 год — вблизи южного, однако в следующем году он будет исследовать небо северного полушария.
В рамках проектов «гражданской науки» обработкой данных от космического телескопа TESS для поиска экзопланет могут заниматься все желающие астрономы-любители (Planet Hunters TESS). Периодические аномалии световых кривых указывают не только на экзопланеты, хотя эти объекты стали наиболее популярными у любителей. Однако существенная часть таких аномалий вызвана всё же «звёздными» причинами, например, наличием парной звезды.
Переменные звёзды — не редкость в небе: даже Солнце имеет свои ритмы, поэтому выделение их в чём-то условно и отражает наши возможности инструментальной техники. Переменные звёзды разделяются на десятки типов, и у них есть несколько систем обозначений, в которых можно запутаться. Пульсировать могут звёзды любого возраста, их периоды могут быть самыми разными, также разными могут быть причины. Это, например, и тип переменных новых, которые вспыхивают раз в несколько десятков лет, увеличивая яркость в десятки тысяч раз и через несколько дней гаснут. Таких звёзд в нашей Галактике около десятка; интересно, что очередная вспышка одной из них, U Скорпиона, в 2010 году была ожидаема, но также обнаружена астрономами-любителями (наша статья о «странных» объектах Зодиака). Такая пульсация тоже обусловлена взаимодействием со звездой-спутником с перетягиванием на себя вещества от неё. Звезда HD 74423 — пульсирующая звезда, относящаяся к «типу Дельты Щита» по имени звезды-прототипа для этого класса — яркой звезды в южном небе в соответствующем созвездии. Она гравитационно связана с близкой к ней звездой-компаньоном (красным карликом). Период обращения двойной звёздной системы HD 74423 составляет примерно полтора дня. Такое сильное взаимодействие приводит к «приливному захвату». Возможно, эта связь проявляется настолько сильно, что звезда всегда обращена одной стороной к спутнику — так, как Луна связана с Землёй, при вращении оставаясь обращённой к поверхности Земли одной стороной. Или же связь менее сильная, однако пульсации звезды следуют за обращением спутника, как цикл приливов и отливов в океанах Земли следует за вращением Луны по орбите.
Моделирование двойной звёздной системы HD 74423.
Гравитационно связанные двойные звёздные системы, в которых пульсации вызваны сильным приливным взаимодействием, встречаются часто. Они вращаются в своей паре по вытянутым эллиптическим орбитам, и из-за особой формы световой кривой, похожей на кардиограмму, получили название Heartbeat stars. Такие звёзды в большом количестве находили при помощи телескопа «Кеплер». Но пока что HD74423 — единственная обнаруженная звезда, в которой из-за сильной гравитационной связи с парной звездой пульсации происходят только на одном полушарии: она выглядит (условно) как капля, вытянутая в сторону своей пары. Астрономы ожидают, что такие звёзды должны встречаться чаще, составляя отдельный класс переменных. Они интересны тем, что из-за сильного источника возмущения поблизости это — неплохой полигон для исследования физики звёздной материи.
