Измерить расстояние до далёких объектов в космосе может быть непросто. Мы даже не знаем точного расстояния даже до наших ближайших соседей во Вселенной – Малого и Большого Магеллановых Облаков. Но мы начинаем добираться до инструментов для его измерения. Одним из типов инструментов являются переменные цефеид – тип звезды, которая меняет свою светимость по чётко определённому шаблону. Однако мы мало что знаем об их физических свойствах, что затрудняет их использование в качестве маркеров расстояния.
Определить их физические свойства было бы проще, если бы существовали двойные цефеиды, которые мы могли бы изучить, но астрономам пока удалось найти только одну пару. Пока недавняя статья исследователей из Европы, США и Чили не предоставила данные о девяти дополнительных бинарных системах цефеид – достаточно, чтобы мы могли начать понимать эволюцию этих полезных маркеров расстояний. Статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
Как и традиционные звёзды, двойные системы цефеид возникают, когда две звезды вращаются вокруг друг друга. В этом случае обе эти звезды должны быть цефеидами, то есть они массивнее нашего Солнца и намного ярче. Кроме того, их яркость должна меняться по повторяемому шаблону, чтобы мы могли постоянно её отслеживать.
Все эти характеристики могут сильно различаться, если светимость двух звёзд меняется, но с разной скоростью и фазами при движении вокруг друг друга. Трудно понять, какая звезда прибывает, какая убывает и в каком направлении они движутся, как по сравнению с нами, так и друг с другом. Чтобы зафиксировать некоторые из этих переменных, требуются длительные периоды наблюдения, и это именно то, что описывает новая статья.
Исследователи изучили девять наборов цефеид, которые считались двойными системами, но ещё не были подтверждены из-за сложности отделения двух звёзд друг от друга. Они извлекли данные из базы данных эксперимента по оптическому гравитационному линзированию (OGLE), проекта наблюдения переменных звёзд, которым Варшавский университет занимается уже более 30 лет. При этом они впервые смогли подтвердить, что каждая из этих предполагаемых двойных систем содержит две отдельные звезды.
Эти девять двойных систем располагались в Малом и Большом Магеллановом Облаке и Млечном Пути. Одна из них, расположенная в Млечном Пути, является, безусловно, ближайшей: всего в 11 килопарсеках (около 3000 световых лет). Исследователям также повезло из-за продолжительности орбитальных периодов изученных ими двойных звёзд – большинство из них длилось более пяти лет, и более короткий набор данных наблюдений мог бы их не уловить.
Понимание того, как эти системы существуют и где они находятся, – это лишь первый шаг. Следующий шаг – использовать их для более полезных научных целей. Самый очевидный способ сделать это – улучшить наше понимание цефеид.
Несмотря на то, что они являются одними из наиболее часто используемых маркеров расстояний во Вселенной, мы на удивление мало знаем о том, как они формируются, из чего состоят или об их жизненном цикле. Тщательное изучение двойной системы, в которой взаимодействуют звёзды, могло бы помочь пролить свет (в переносном смысле) на некоторые из этих свойств.
Как отмечают авторы в своей статье, это часть долгосрочного текущего проекта – они также были частью команды, которая подтвердила первоначальную двойную систему цефеид ещё в 2014 году.
OGLE продолжает собирать больше данных, как и другие исследования неба, и, вероятно, существует больше двойных цефеид. Каждое новое открытие поможет улучшить наше статистическое понимание этих важных маркеров расстояния – нам просто нужно сначала найти время, чтобы их найти.