KOI-3890 — редчайший образец эксцентричной двойной системы

Комбинируя транзитную фотометрию, наблюдения за лучевой скоростью и астеросейсмологию, астрономы собрали важную информацию о свойствах сильно эксцентричной затменной двойной системы, известной как KOI-3890. Новые результаты представлены в документе, опубликованном 30 апреля на arXiv.org.

Затмевающие двойные с красными гигантами с солнечными колебаниями — редкая находка. При поиске новых систем такого типа астрономы особенно заинтересованы в поиске таких систем, которые демонстрируют эллипсоидальные изменения в их кривой блеска, вызванные большими приливными искажениями поверхности звезды во время периастрона. Из-за этих изменений такие двоичные файлы были названы системами «сердцебиения».

Системы сердцебиения с солнечно-подобными колебаниями могут быть детально охарактеризованы с использованием данных по радиальной скорости и проведением астросейсмологических исследований. Например, астросейсмология позволяет определить наклон (угол между осью вращения звезды и углом, перпендикулярным плоскости орбиты) этих систем и звездные параметры их колеблющихся первичных компонентов красного гиганта.

KOI-3890 (также известный как KIC 8564976 и 2MASS J19350531 + 4438185) был первоначально классифицирован как потенциальная звезда, с планетой на орбите. Тем не менее, последующие наблюдения показывают, что это система сердцебиения, в частности, сильно эксцентричный 153-дневный затменный двойник, состоящий из красного гиганта, показывающего солнечные колебания, и спутника M-карлика.

Команда астрономов во главе с Джеймсом Кушлевичем из Института исследований солнечной системы Макса Планка в Германии решила провести всестороннее исследование KOI-3890, используя различные методы, чтобы выявить подробные свойства системы.

«В этой работе мы стремимся получить свойства компонентов бинарной системы посредством использования астеросейсмологии, подгонки затмения и анализа радиальной скорости. Кроме того, мы стремимся ограничить геометрию системы, определяя угол наклона первичного красный гигант, чтобы затем получить наклон системы, который дает информацию о том, выровнена ли система.

Исследование показало, что красный гигант KOI-3890 A почти в шесть раз больше Солнца (5,8 радиуса Солнца), но его масса сопоставима с массой Солнца (1,04 массы Солнца). Было обнаружено, что карлик M, названный KOI-3890 B, примерно в четыре раза меньше и менее массивен, чем наше Солнце (0,26 радиуса Солнца и 0,23 массы Солнца).

Астросейсмические исследования KOI-3890 позволили команде рассчитать возраст системы. Они обнаружили, что двоичному файлу около 9,1 миллиарда лет. Кроме того, астросейсмический анализ показал, что угол наклона оси вращения KOI-3890 A составляет приблизительно 87,6 градуса. Наклон системы оценен на уровне примерно 4,2 градуса, что означает, что плоскость орбиты KOI-3890 B перпендикулярна оси вращения звезды первичной звезды.

Кроме того, по оценкам астрономов, эксцентриситет орбиты KOI-3890 составляет около 0,61 и что звезды отделены друг от друга примерно на 0,19 а.е. Они также сделали некоторые выводы относительно дальнейшей эволюции системы.

Новое исследование указывает на то, что по мере того, как первичный элемент продолжает эволюционировать, M-карлик может встраиваться в расширяющуюся оболочку, что приводит к переносу массы между звездами в фазе общей оболочки. Кроме того, сильные силы сопротивления на вторичном элементе в такой конфигурации могут привести к выбросу общей оболочки и значительному уменьшению орбитального периода.