За астрономічними мірками 21 парсек — це буквально по сусідству. Саме на такій відстані від Сонця, за 68 світлових років, астрономи знайшли систему, яку легко могли пропустити роками: зірку HD 38230 з невидимим доти супутником — білим карликом.
Чому білі карлики так важко знайти
Білий карлик — це те, що лишається від зірки на кшталт Сонця після того, як вона вичерпала ядерне паливо і скинула зовнішні оболонки. Залишається лише гаряче, надзвичайно щільне ядро розміром приблизно з Землю, яке поступово вихолоджується і тьмяніє. Місія Gaia суттєво розширила каталог таких об'єктів — але переважно тих, що самотні у просторі.
Проблема виникає, коли білий карлик обертається навколо набагато яскравішої зірки сонячного типу. Контраст яскравості настільки великий, що слабкий супутник просто губиться у сяйві головної зірки. Такі пари називають "системами типу Сіріуса" — за назвою найвідомішого прикладу, зірки Сіріус А з білим карликом-компаньйоном Сіріус B. Виявити подібні системи можна практично лише методом контрастного зображення (high-contrast imaging) — спеціальною технікою спостережень, яка дозволяє розрізнити слабкий об'єкт поруч із яскравим.
Як зібрали докази для HD 38230 B
Компаньйон зірки K0V HD 38230 (відомої також як HIP 27207) вперше потрапив у поле зору телескопа Keck із камерою NIRC2 у рамках огляду TRENDS, спрямованого на пошук саме таких прихованих супутників. Об'єкт також фіксувала місія Gaia, проте без надійного астрометричного розв'язку — тобто без точного визначення його положення та руху на небі. Незалежно від цього його спостерігали і в літературі за допомогою Lick/ShaneAO та Palomar/PHARO.
Дослідники об'єднали всі ці спостереження, що охоплюють 6 років. Порівнявши положення об'єкта на різних знімках і його фотометричні (яскравісні) характеристики, вони показали: це не фоновий об'єкт, випадково опинений на тій самій лінії зору, а справжній гравітаційно зв'язаний компаньйон. Колір і яскравість HD 38230 B узгоджуються лише з однією можливою природою — це білий карлик.
Орбіта завдовжки понад тисячу років
Найскладніша частина роботи — визначити орбіту пари, коли пряме спостереження охоплює лише кілька років із набагато довшого циклу обертання. Тут у гру вступили додаткові дані: понад 25 років вимірювань радіальних швидкостей зірки (тобто того, як її швидкість руху до нас і від нас коливається під впливом гравітації супутника), а також астрометричні дані місій Hipparcos і Gaia, що фіксують крихітні зміщення положення зірки на небі.
Комбінація цих методів дала на диво точний результат. Орбітальний період пари становить 1390 (+310/-200) років. Динамічна маса білого карлика — 0,71 (+0,06/-0,05) маси Сонця. Це особливо цінно, адже пряма маса білого карлика, отримана саме з динаміки орбіти, а не з теоретичних моделей охолодження зірки, дозволяє незалежно перевірити фізичні моделі еволюції зір.
Що це означає для перепису зірок-сусідів
HD 38230 стала 11-ю за близькістю з відомих на сьогодні систем типу Сіріуса. Це показник того, наскільки непростим залишається завдання повного перепису найближчих зоряних систем — навіть у радіусі кількох десятків світлових років від Сонця досі можуть ховатися незафіксовані компаньйони.
Автори дослідження зазначають, що подібні відкриття підкреслюють залишкову неповноту місцевого каталогу білих карликів. Місія Gaia дала величезний поштовх у пошуку самотніх білих карликів, але для тих, що ховаються поруч із яскравими зірками, як і раніше потрібні цілеспрямовані огляди методом контрастного зображення. Ймовірно, серед відомих найближчих зірок є ще кілька подібних прихованих компаньйонів, які просто чекають на свій Keck чи подібний інструмент.
