Магнитные волны внутри звёзд объясняют загадочные сдвиги затмений в двойных системах

Астрономы давно замечают странность в поведении тесных двойных звёзд: моменты затмений, когда одна звезда проходит перед другой, постепенно смещаются во времени — то запаздывают, то наступают раньше расчётного срока. Десятилетиями у этого явления не было убедительного объяснения. Новая работа астрофизиков предлагает неожиданный ответ: виноваты магнитные волны внутри самих звёзд.

Подобные двойные системы состоят, как правило, из белого карлика и небольшой обычной звезды, вращающихся так близко друг к другу, что успевают сделать полный оборот за считанные часы. Наблюдения показывают: примерно в 90% таких систем время затмений постепенно «плывёт» — с отклонениями, которые накапливаются на протяжении десятилетий.

Долгое время учёные предлагали два объяснения. Первое — невидимая планета на орбите вокруг обеих звёзд: она смещала бы центр масс системы и тем самым меняла наблюдаемые моменты затмений. Но при длительных наблюдениях эта идея раз за разом давала сбой — предсказанная планетная орбита не подтверждалась. Второе объяснение связывало сдвиги с магнитной активностью звезды, меняющей её форму. Однако оно требовало слишком больших затрат энергии и плохо согласовывалось с наблюдениями.

Авторы новой работы предложили третий вариант. Внутри быстро вращающихся звёзд магнитное поле может существовать в виде так называемых азимутальных динамо-волн — структур, которые медленно дрейфуют вдоль поверхности звезды, как волны на воде. Эти волны асимметричны: магнитное поле распределено неравномерно, и звезда слегка меняет форму по мере их движения. Даже небольшая деформация достаточно массивного тела способна изменить гравитационное притяжение между компонентами двойной системы — а значит, и точный момент наступления затмения.

Исследователи построили компьютерную модель такой системы, задали в ней дрейфующие магнитные волны и рассчитали, как будут смещаться затмения. Результат совпал с реальными наблюдениями: характерный рисунок отклонений, который астрономы фиксировали десятилетиями, воспроизвёлся естественным образом. При этом, в отличие от планетной версии, сдвиги в модели не строго периодичны — что тоже соответствует тому, что видно в телескопы.

Важно и то, что быстро вращающиеся звезды — а именно такими и являются компоненты подобных систем — особенно склонны к возникновению подобных магнитных волн. Это снимает одно из главных возражений против предыдущих магнитных моделей: им требовалось слишком много энергии. Новый механизм работает в рамках того, что звезда и так производит за счёт своего вращения.

Работа опубликована на платформе препринтов arXiv и пока не прошла финальное рецензирование, однако уже привлекла внимание специалистов. Если выводы подтвердятся, это означает: за многолетними поисками планет вокруг некоторых двойных звёзд стояла иллюзия — магнитная буря внутри звезды, мастерски имитирующая планетный сигнал.