Более века астрономы пытались объяснить загадку звезды Акамар, расположенной в созвездии Эридана. Сегодня она является третьей по яркости звездой этого созвездия и имеет видимую звёздную величину около 2,9, однако древние астрономы описывали её совершенно иначе — как один из самых ярких объектов ночного неба.
Новое исследование предлагает возможное объяснение этого загадочного расхождения между древними описаниями и современными наблюдениями. Учёные считают, что древние астрономы, включая Гиппарха, Птолемея и персидского исследователя Абдуррахман ас-Суфи, действительно видели Акамар значительно ярче, а не допускали ошибки в своих каталогах.
Гиппарх около 129 года до нашей эры называл Акамар одной из самых ярких звёзд южной части созвездия Эридана. В «Альмагесте» Птолемея, созданном примерно в 137 году нашей эры, звезда была включена в список 13 самых ярких звёзд всего неба, а почти 800 лет спустя, в 964 году, Абдуррахман ас-Суфи также указывал для неё яркость около первой звёздной величины.
Однако в 1603 году участник голландских экспедиций Фредерик де Хаутман опубликовал каталог южного неба, где Акамар уже имел яркость около третьей звёздной величины, что соответствует современным значениям. На протяжении столетий учёные спорили, было ли это настоящее изменение яркости звезды или ошибка в исторических записях.
Современные исследования показали, что Акамар, который долгое время считался одиночной звездой, на самом деле является системой из трёх звёзд. Она состоит из тесной двойной системы и более удалённого третьего компонента.
Авторы нового исследования Идель Вайсберг и Боаз Кац изучили возможные причины изменения яркости Акамара и пришли к выводу, что древние сообщения, скорее всего, были точными. Учёные исключили наиболее распространённые объяснения, включая возможную путаницу с другой яркой звездой, ошибки переписчиков древних текстов и неправильную оценку влияния земной атмосферы.
Исследователи отмечают, что не нашли убедительных причин считать наблюдения Гиппарха, Птолемея и Абдуррахман ас-Суфи ошибочными. По их расчётам, Акамар действительно мог быть примерно в десять раз ярче современного уровня в период примерно от 2000 до 1000 лет назад.
Чтобы найти причину этого изменения, учёные изучили внутреннюю структуру системы с помощью интерферометрии, спектроскопии и данных спутниковых наблюдений. Оказалось, что две основные звезды Акамара находятся чрезвычайно близко друг к другу — примерно на расстоянии 0,083 астрономической единицы, что составляет около одной пятой расстояния от Меркурия до Солнца.
Обе звезды имеют массу примерно в два раза больше солнечной — около 2,3 и 2,2 массы Солнца. При этом они находятся в нестабильной стадии эволюции, поскольку их размеры приближаются к пределу Роша.
Предел Роша — это максимальный размер, которого может достичь звезда в двойной системе, прежде чем её вещество начнёт перетекать к соседней звезде под воздействием гравитации. Достижение примерно 80 процентов этого предела означает, что звёзды находятся в состоянии, где даже небольшие изменения могут привести к активному обмену веществом.
Особую роль в этом процессе, по мнению учёных, сыграла более массивная звезда системы Акамар. Она недавно завершила сжигание водорода в своём ядре и находится на переходном этапе перед следующим этапом звёздной эволюции.
Исследователи предполагают, что в прошлом, когда орбита двойной системы была более вытянутой, расширяющаяся звезда могла начать передавать часть своего вещества компаньону. Этот процесс сопровождался выделением большого количества энергии, что привело к длительному увеличению яркости системы.
Именно это временное усиление свечения могло совпасть с периодом, когда древние астрономы наблюдали Акамар как необычайно яркую звезду. Со временем взаимодействие между двумя звёздами постепенно изменило их орбиту, сделав её почти круговой, какой она является сегодня.
Учёные считают, что новое исследование подтверждает: древние наблюдатели, вероятно, не ошибались, когда описывали Акамар как одну из самых ярких звёзд на небе. Исчезновение её прежнего сияния могло быть связано с редким этапом эволюции тесной двойной системы.
При этом исследователи отмечают, что остаётся важный вопрос — сколько времени подобные вспышки яркости могут продолжаться и насколько сильными они способны быть. Изучение других двойных звёзд на похожих стадиях развития поможет лучше понять процессы эволюции таких систем.
Исследование опубликовано в журнале arXiv.