Загадочные провалы яркости звезды Табби могут повторяться каждые 782 дня
Загадочные падения яркости звезды KIC 8462852, более известной как звезда Табби или звезда Бояджян, могут быть связаны с повторным прохождением по орбите одной и той же группы обломков. Новый анализ показал, что несколько наблюдавшихся за последние годы эпизодов затемнения согласуются с периодом около 782 дней. Если эта гипотеза подтвердится, она может объяснить, почему провалы яркости звезды выглядят совершенно по-разному, хотя их источник способен возвращаться через относительно регулярные промежутки времени.
Звезда Табби стала известна после наблюдений космического телескопа Kepler, обнаружившего чрезвычайно глубокие и нерегулярные изменения её яркости. Один из наиболее заметных эпизодов, обозначаемый D800, уменьшил яркость примерно на 15%, а сложная серия событий D1500 продолжалась около 80 дней и включала провал почти на 22%. Позднее наземные телескопы зарегистрировали новые, менее глубокие затемнения в 2017 и 2018 годах. Их форма, продолжительность и глубина сильно различались, поэтому найти простой период повторения событий не удавалось.
Новый анализ провёл астрофизик Эктор Сокас-Наварро из European Solar Telescope Foundation. Вместо поиска точного повторения отдельных провалов яркости он проверил другую возможность: могут ли целые группы затемнений быть последовательными возвращениями вещества, движущегося вокруг звезды по сходным орбитам.
В основе предложенного сценария лежит разрушение крупного родительского тела. Столкновение, приливное разрушение или другой катастрофический процесс мог создать множество фрагментов с немного различающимися орбитальными периодами. После каждого оборота разница между их положениями должна увеличиваться, поэтому первоначально компактная группа обломков постепенно растягивается вдоль орбиты. В результате каждое последующее прохождение может создавать совершенно иную картину затемнения, хотя сами события связаны с одним и тем же первоначальным разрушением.
Такое объяснение согласуется с существующими наблюдениями, указывающими на присутствие пыли. Цветовая зависимость некоторых провалов яркости ранее показала, что свет звезды, вероятнее всего, частично блокирует околозвёздная пыль. Среди основных источников этого материала рассматривались экзокометы и фрагменты планетезималей.
Для проверки гипотезы исследователь использовал байесовское сравнение двух моделей. В первой группы затемнений возникают независимо друг от друга и не имеют общего периода. Во второй они связаны с возвращением популяции фрагментов, образовавшихся после разрушения крупного тела. Анализ учитывал не только время зарегистрированных событий, но и интервалы, когда звезду действительно можно было наблюдать.
Наиболее вероятный период повторения составил 781,6 дня, или примерно 2,14 года. Характерный разброс орбитальных периодов фрагментов в модели составил около 80 дней. Байесовский фактор B₁₀ оказался равен 44,9 в пользу модели повторяющихся прохождений. По традиционной шкале Джеффриса такой результат соответствует «очень сильному» свидетельству в пользу рассматриваемой модели по сравнению с альтернативной моделью независимых событий.
Важную роль в новой интерпретации сыграло наблюдение, выполненное космическим телескопом TESS 3 сентября 2019 года. Тогда аппарат зарегистрировал ранее неизвестное симметричное падение яркости звезды примерно на 1,1%, продолжавшееся около 21 часа. В отличие от сложных и асимметричных событий, обнаруженных Kepler, этот транзит напоминал прохождение перед звездой компактного объекта.
Недавний отдельный анализ этого события показал, что им потенциально мог быть гигантский экзопланетный объект или коричневый карлик. Однако Сокас-Наварро рассматривает другую возможность: объект, прошедший перед звездой в 2019 году, может быть крупным сохранившимся остатком того самого тела, разрушение которого породило облако фрагментов и пыли.
Между событием D800 и транзитом TESS прошло 3104,4 дня. Если предположить, что за это время объект совершил четыре оборота вокруг звезды, период составит 776,1 дня — величину, близкую к полученным независимо 781,6 дня. При таком сценарии другие крупные группы затемнений также оказываются примерно в ожидаемых временных интервалах.
Исследователь провёл ещё одну независимую проверку. Если период 781,6 дня действительно соответствует орбите объекта, наблюдавшегося TESS, то с учётом известных параметров звезды и геометрии транзита расчётная продолжительность его прохождения должна составлять около 20,5 часа. Реальное событие продолжалось приблизительно 21 час. Параметры звезды и продолжительность транзита при определении 781,6-дневного периода не использовались, поэтому это совпадение служит дополнительным аргументом в пользу предложенной интерпретации.
При этом результат не означает, что загадка звезды Табби уже решена. Сам автор подчёркивает, что байесовский фактор зависит от выбранной модели, способа объединения затемнений в группы, априорных предположений и доступных интервалов наблюдений. Анализ показывает, что конкретная модель повторяющихся фрагментов значительно лучше описывает имеющиеся временные данные, чем рассмотренная модель независимых событий, но не является окончательным доказательством периодичности.
Новая гипотеза также объясняет одну из главных странностей KIC 8462852 — отсутствие одинаковых повторяющихся транзитов. Если после разрушения крупного тела его обломки получили немного разные периоды обращения, с каждым оборотом они должны всё сильнее расходиться вдоль орбиты. Одновременно пыль рассеивается и подвергается воздействию излучения звезды. Поэтому последующие затемнения могут становиться более растянутыми, слабыми и сложными, не повторяя форму первоначального события.
Проверить эту картину должны дальнейшие наблюдения звезды Табби. Если за её необычными изменениями яркости действительно стоит возвращающаяся популяция фрагментов, будущая активность должна сохранять связь с примерно 782-дневным орбитальным циклом, хотя отдельные провалы яркости могут выглядеть совершенно по-разному.
Исследование в виде препринта на arXiv.