Светило известно необычными колебаниями яркости
Астрономы заподозрили наличие у знаменитой звезды Табби крупного спутника в виде гигантского экзогиганта или коричневого карлика — на его существование указало событие потенциального транзита. Если открытие подтвердится, это позволит объяснить нерегулярные необычные потемнения яркости звезды роями малых тел, которые направляются к светилу гравитационными возмущениями со стороны компаньона планетарной массы. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
KIC 8462852 долгое время представляла собой ничем не примечательную звезду главной последовательности, относящуюся к спектральному типа F3V и расположенную в 1470 световых годах от Солнца. Однако в 2015 году астрономы обнаружили необычные, неравномерные и длительные колебания яркости светила, не имевшие однозначного объяснения. С тех пор звезда Табби (названная так в честь руководительницы научной группы, первой заметившей переменность блеска) продолжает оставаться одной из нерешенных астрофизических загадок, подробнее об истории ее исследований можно прочесть в нашем материале «Детективная история звезды Табби».
Для объяснения многочисленных, нерегулярных и асимметричных потемнений звезды предлагались самые разные модели: транзиты экзокомет, рой троянских астероидов или колец из обломков разрушенной приливными силами крупной планетезимали или протопланеты, наличие у KIC 8462852 звезды-компаньона, компактного объекта или коричневого карлика, проявление звездной активности (выбросы плазмы, пятна, пузыри или активные области) или даже астроинженерные сооружения в виде сферы Дайсона. Ни одна из этих версий не получила однозначного подтверждения, хотя идеи транзитов семейств малых тел, колец и связанных с ними тел выглядели наиболее многообещающими.
Группа астрономов во главе с Кристиной Мадургой-Фавьер (Cristina Madurga-Favieres) из Уорикского университета решила разобраться в применимости теорий, связанных с транзитами, для объяснения поведения звезды Табби. Для этого исследователи проанализировали данные фотометрических наблюдений космического телескопа TESS и данные по колебаниям радиальной скорости звезды, полученные спектрографами HARPS, SOPHIE и HERMES. Выборка охватывала временной период с 2015 по 2025 год. Ученые использовали и архивные данные фотометрических наблюдений за светилом космического телескопа «Кеплер» и наземных телескопов.
В данных TESS исследователи обнаружили любопытное симметричное падение яркости звезды на 1,1 процента суммарной длительностью около 21 часа, происходившее 3 сентября 2019 года. Это явление может быть описано транзитом крупного тела по диску звезды, а идеи транзитов группы астероидов, экзокомет, облака пыли или обломков и проявления звездной активности не подходят. Похожие на это событие случаи падения блеска не найдены в данных «Кеплера» или наземных телескопов, а тусклый и маломассивный красный карлик, вращающийся вокруг звезды Табби по широкой (проекционное расстояние около 885 астрономических единиц) орбите, тоже не мог вызвать подобный транзит.
Анализ колебаний радиальной скорости звезды позволил исследователям остановиться на модели кандидата в транзитное тело в виде объекта массой около 9,4 массы Юпитера (верхний предел по массе 28 масс Юпитера) и радиусом 1,7 радиуса Юпитера, что помещает его в переходную зону между гигантскими газовыми гигантами и коричневыми карликами. Тем не менее расчетные объемная плотность (2,2 грамма на кубический сантиметр) и равновесная температура (268 кельвин) тела больше подходят под модель крупной экзопланеты, чем субзвездного объекта. Что касается орбиты, то кандидат должен находиться на расстоянии около 0,005 угловой секунды от звезды, чтобы быть недоступным предыдущим прямым наблюдениям. Это соответствует слегка вытянутой (эксцентриситет 0,09) орбите с длиной большой полуоси 2,35 астрономической единицы и периодом не менее 1030 дней.
Исследователи отмечают, что лишь один наблюдавшийся транзит и большой разброс в данных по колебаниям радиальной скорости Табби не позволяют уверенно говорить об обнаружении у нее компаньона планетарной массы. Статистическая значимость его расчетных физических свойств не превышает 2,3 сигмы. Однако наличие подобного тела у светила согласуется с распределением свойств гигантских экзопланет у звезд и позволяет объяснить приток групп экзокомет или фрагментов планетезималей, которые создавали бы нерегулярные провалы блеска за счет гравитационных возмущений. Вокруг компаньона планетарной массы не исключается и наличие пыли.
Ученые считают, что подтвердить наличие у звезды Табби спутника планетарной природы можно будет на основе астрометрических данных из четвертого каталога данных космического телескопа Gaia, а его свойства можно точнее определить при помощи космических телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб».
Звезда Табби — один из первых, но не единственный пример наблюдений экзотических потемнений. В дальнейшем ученые смогли пронаблюдать транзиты по своим звездам экзокомет, пылевых колец и окруженных ими коричневых карликов.