На далекой звезде поднимаются волны высотой больше Солнца

Новая модель показала, как одна из звезд двойной системы может резко менять яркость. Сходясь с близким компаньоном, она испытывает мощное влияние приливных сил, которые деформируют звезду, поднимая на ее поверхности высокие волны. В двойной системе MACHO 80.7443.1718 их вершины достигают высоты втрое больше диаметра Солнца. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

Многие звезды пульсируют, а у некоторых кривая яркости меняется сложным образом, напоминая линию электрокардиограммы. О таких светилах иногда говорят как о «звездах с сердцебиением» (heartbeat stars). Такие особенности связывают с вращением в тесном тандеме, по сильно вытянутой орбите, двигаясь по которой они то удаляются друг от друга, то быстро проносятся на очень близком расстоянии.

По мере сближения звезды в паре испытывают все более сильное воздействие приливных сил, возникающих при движении объекта в неоднородном гравитационном поле. Под влиянием этих сил звезда деформируется, вытягиваясь в одном направлении и сплющивается в другом. Это и вызывает изменения в яркости, а какие именно — зависит от геометрии этих изменений и их ориентации относительно Земли.

Экстремальное проявление такого механизма заметили астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) в США. Речь идет о крупной звезде в системе MACHO 80.7443.1718 в Большом Магеллановом Облаке. Это молодой голубой сверхгигант массой в 35 солнц, который вращается в паре с «малой» звездой солнечных размеров. При этом яркость его меняется на целых 20 процентов — на два порядка сильнее, чем у типичных «звезд с сердцебиением», колебания светимости которых составляют около 0,1 процента.

Такое поведение может свидетельствовать об исключительно мощных приливных деформациях, которые возникают при сближении с менее крупным компаньоном. Построив математическую модель системы, Морган Маклеод (Morgan MacLeod) и Ави Лёб (Abraham Loeb) показали, что по поверхности звезды пробегают волны деформации, высота которых достигает 4,3 миллиона километров. Это около 10 процентов от диаметра самой звезды и втрое больше диаметра Солнца.

Судя по данным моделирования, при такой высоте волны не могут оставаться стабильными и, как высокие волны в море, загибаются, в конце концов обрушиваясь вниз и создавая мощные выбросы энергии. Под их влиянием внешние слои звезды вращаются все быстрее, активно перемешиваясь, а свечение ее усиливается.

Звезды в MACHO 80.7443.1718 сближаются примерно раз в месяц, и с такой же частотой на большей из них поднимается очередная гигантская волна. При этом она сильно деформируется: экваториальный радиус становится примерно на 50 процентов больше полярного.

Авторы отметили, что MACHO 80.7443.1718 экстремальна, но не уникальна. Примерно из тысячи известных сегодня «звезд с сердцебиением» около 20 штук демонстрируют близкие к ней сильные изменения яркости. Поэтому возможно, что вскоре можно будет с полным правом выделить их в отдельный вариант двойных систем. Не без иронии Лёб и Маклеод назвали его «звездами с инфарктом» (heartbreak star).