Звезда забирает газ у спутника, сохраняя его на тесной орбите

Звезда регулярно вспыхивает синим светом, а потом снова тускнеет. В системе ZTF J0440+2325 этот ритм повторяется каждые 87 минут. По объяснению астрономов, перед нами поворачивается горячий участок звёздной поверхности, куда падает газ соседнего тела.

Спутник при этом остаётся рядом. Он теряет вещество, но пока сохраняет самостоятельность. В этой истории тесное сближение привело к длительному обмену массой, хотя могло закончиться быстрым разрушением.

Команда Аарона Хаусхолдера опубликовала исследование в Nature Astronomy 5 октября 2026 года. В журнальной версии ZTF J0440+2325 описана как пара с устойчивым переносом вещества. Вторая система, ZTF J1444+4820, названа сильным кандидатом на подобный обмен в составе иерархической тройной системы. В мартовском препринте обе находки считались установленными парами одного класса.

Газ покидает спутник через тесную перемычку

Получатель вещества здесь красный карлик, маломассивная звезда. Его сосед, коричневый карлик, относится к субзвёздным объектам: массы для устойчивого горения водорода ему недостаточно. Оба тела обращаются вокруг общего центра масс.

При таком соседстве нельзя рассматривать притяжение каждого тела отдельно. Для газа важны и обе массы, и вращение системы. Вокруг каждого компонента можно очертить область, внутри которой вещество остаётся преимущественно связанным с ним: полость Роша.

Коричневый карлик, согласно модели авторов, заполняет свою полость. Возле обращённой к соседу стороны находится узкий проход между областями. Через него наружные слои могут перетекать к звезде, пока основная масса спутника остаётся на орбите.

Граница полости не похожа на твёрдую оболочку. Это расчётная поверхность, которая помогает определить, где газ перестаёт удерживаться возле одного компонента. Но после выхода из этой области вещество ещё должно куда-то попасть.

Поток ударяет в звезду без промежуточного диска

В расчёте траектории газовая струя изгибается и попадает прямо на красный карлик. Диска вокруг него не образуется: поверхность звезды встречается потоку раньше. Энергия падающего вещества нагревает область удара.

Так возникает горячее пятно, которое помогает обнаружить всю систему. Когда оно видно лучше, суммарный свет усиливается, особенно в коротковолновой части спектра. Когда участок скрывается за краем звезды, яркость падает.

Камера HiPERCAM на Большом Канарском телескопе наблюдала систему одновременно в разных цветовых полосах. В самой коротковолновой из них яркость менялась более чем в 30 раз. В самой длинноволновой изменение оказалось гораздо слабее.

Одной смены яркости для объяснения недостаточно. Спектры с телескопов Кека показали признаки красного карлика. Смещения спектральных линий позволили измерить его движение и ограничить массу невидимого соседа. Авторы также сопоставили момент максимального света с положением звезды на орбите: результат согласуется с ударом отклонённой струи.

Похожий свет мог выдать совсем другого соседа

У этой картины нашёлся опасный двойник. В системах с пульсаром нейтронная звезда может нагревать своего спутника излучением. Нагретая сторона тоже появляется и исчезает из поля зрения, создавая сильные изменения цвета и яркости.

Для первой системы такую версию резко ослабляет измеренное движение красного карлика. Массивный невидимый сосед потребовал бы крайне маловероятной ориентации орбиты. Рентгеновского излучения при наблюдениях также не обнаружили, хотя само по себе отсутствие сигнала ещё не решает задачу.

У кандидата ZTF J1444+4820 короткий период составляет 67 минут. В препринте провал яркости объясняли затмением горячего участка спутником и использовали как аргумент против версии с пульсаром. Однако пригодных спектров для измерения лучевых скоростей тогда не получили из-за проблемы с фокусировкой. Журнальная аннотация уточняет, что объект входит в иерархическую тройную систему, и сохраняет за ним статус сильного кандидата. Считать его второй подтверждённой парой с донором-коричневым карликом пока нельзя.

Долговечность обмена следует из модели, а не из секундомера

Почему потеря газа не заканчивается немедленным распадом спутника? Устойчивость зависит от соотношения масс и от того, как меняются размеры донора и его полости при переносе вещества. В принятой авторами модели коричневый карлик достаточно легче звезды, чтобы обмен оставался устойчивым.

Длительность этого состояния никто не наблюдал напрямую. Авторы оценивают её по теории. В препринте дополнительным аргументом служило обнаружение сразу двух предполагаемых систем: быстротечную фазу было бы трудно застать у обеих. После уточнения статуса второй находки этот довод нельзя подавать как наблюдение двух подтверждённых пар. Журнальная аннотация по-прежнему допускает обмен в течение миллиардов лет, но это оценка возможного будущего.

Точная картина нагрева тоже пока не получилась. В доступном препринте простые модели пятна воспроизводят разные части изменения яркости, но не всю кривую одновременно. Массы и размеры компонентов зависят от выбранных моделей строения тел; приведённые там погрешности не охватывают всех этих допущений.

Поэтому повторяющаяся вспышка в ZTF J0440+2325 говорит прежде всего о работающем потоке вещества. Газ, по совокупности наблюдений и расчётов, покидает коричневый карлик и нагревает соседнюю звезду. Долгая жизнь такого обмена правдоподобна, но сколько именно проживёт конкретная пара, наблюдения пока не установили.