IK Pegasus | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
dubbelstjärna | |||||||||||||||||||
Plats i konstellationen | |||||||||||||||||||
Observationsdata ( Epoch J2000.0 ) |
|||||||||||||||||||
Sorts | Spektral binär stjärna | ||||||||||||||||||
rätt uppstigning | 21 h 26 m 26,70 s | ||||||||||||||||||
deklination | +19° 22′ 32.00″ | ||||||||||||||||||
Distans | 150 ± 5,2 St. år (46,04 ± 1,60 st ) [1] | ||||||||||||||||||
Skenbar magnitud ( V ) | V max = +6,07 m , V min = +6,10 m , P = 0,044 d [2] | ||||||||||||||||||
Konstellation | Pegasus | ||||||||||||||||||
Astrometri | |||||||||||||||||||
Radiell hastighet ( Rv ) | −11,4 [3] km/s | ||||||||||||||||||
Rätt rörelse | |||||||||||||||||||
• höger uppstigning | 80,23 [3] mas per år | ||||||||||||||||||
• deklination | 17,28 [3] mas per år | ||||||||||||||||||
Parallax (π) | 21,72 ± 0,78 [3] mas | ||||||||||||||||||
Absolut magnitud (V) | V max \u003d +2,75 m , V min \u003d +2,78 m , P \u003d 0,044 d [nb 1] | ||||||||||||||||||
Spektrala egenskaper | |||||||||||||||||||
Spektralklass | kA6hA9mF0+DA [9] | ||||||||||||||||||
Färgindex | |||||||||||||||||||
• B−V | +0,672 [3] | ||||||||||||||||||
• U−B | +1,417 [3] | ||||||||||||||||||
variabilitet | δSct | ||||||||||||||||||
fysiska egenskaper | |||||||||||||||||||
Ålder | 50–600 Ma [4] år | ||||||||||||||||||
Temperatur | 33 290 K [10] | ||||||||||||||||||
Rotation | 40 km/s [11] | ||||||||||||||||||
Koder i kataloger
IK Pegasa | |||||||||||||||||||
Information i databaser | |||||||||||||||||||
SIMBAD | data | ||||||||||||||||||
Stjärnsystem | |||||||||||||||||||
En stjärna har två komponenter. Deras parametrar presenteras nedan: |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Information i Wikidata ? | |||||||||||||||||||
Mediafiler på Wikimedia Commons |
IK Pegasus (IK Pegasi, förkortning IK Peg, eller HR 8210 ) är en dubbelstjärna i stjärnbilden Pegasus . Den ligger på ett avstånd av cirka 150 ljusår från solsystemet och dess ljusstyrka är tillräcklig för att vara synlig för blotta ögat .
Huvudkomponenten ( IK Pegasus A ) är en huvudsekvensstjärna av spektraltyp A som klassificeras som en variabel stjärna av Delta Scuti-typ och uppvisar lätta pulsationer i ljusstyrka med en ljusstyrkeändringsfrekvens på ungefär 22,9 gånger per dag [4] . Dess följeslagare ( IK Pegasus B ) är en massiv vit dvärg , en stjärna som har lämnat huvudsekvensen och inte längre producerar energi genom fusion . De kretsar runt varandra med en period av 21,7 dagar på ett genomsnittligt avstånd av cirka 31 miljoner km , eller 0,21 astronomiska enheter (AU) från varandra, vilket är mindre än radien för Merkurius bana .
IK Pegasus B är den närmast kända kandidaten för en framtida supernova . Så snart som huvudstjärnan i systemet börjar förvandlas till en röd jätte , kommer den att växa till en radie där den vita dvärgen kan öka massan genom att ansamla materia från det expanderade gashöljet. När en vit dvärg når Chandrasekhar-gränsen på 1,44 solmassor kan den explodera som en supernova av typ Ia [12] .
För första gången katalogiserades denna stjärna 1862 , och nådde Bonn Review under numret BD +18°4794B. Senare, 1908, dök den upp i Harvard Revised Catalog som HR 8210 [13] . Beteckningen IK Pegasus tilldelades efter att dess variation upptäcktes, i enlighet med nomenklaturen för beteckningen av variabla stjärnor som föreslagits av Friedrich Argelander .
Studiet av denna stjärnas spektrala egenskaper visade en karakteristisk förskjutning av absorptionslinjerna i det binära systemet . Denna förskjutning sker när stjärnan rör sig i sin bana, först mot observatören och sedan bort från observatören, vilket skapar en periodisk dopplerförskjutning i spektrallinjerna. Mätningar av denna förskjutning tillåter astronomer att bestämma den relativa omloppshastigheten för åtminstone en av stjärnorna, även om de inte kan lösa de enskilda komponenterna [14] .
År 1927 använde den kanadensiska astronomen William E. Harper denna metod för att bestämma omloppsperioden för den spektroskopiska binära IK Pegasus och fann att den var 21,724 dagar . Dessutom antog han ursprungligen att banans excentricitet är 0,027. (Senare uppskattningar visar att excentriciteten i praktiken är noll, vilket tyder på en cirkulär bana) [12] . Den maximala hastigheten för huvudkomponenten längs siktlinjen från jorden är 41,5 km/s [15] .
Avståndet till IK Pegasus- systemet kan mätas direkt från observationer av stjärnans parallax , eftersom det är tillräckligt nära. Denna periodiska förskjutning mättes med hög noggrannhet av den astrometriska satelliten Hipparcos , vilket gjorde det möjligt att uppskatta avståndet till stjärnan till 150 ± 5 ljusår [ 16] . Hipparcos mätte också den korrekta rörelsen av detta system (liten vinkelförskjutning av IK Pegasus på himlen på grund av dess rörelse i rymden)
Systemets kända avstånd och korrekta rörelse gör det möjligt att uppskatta tvärhastigheten för IK Pegasus , som visade sig vara 16,9 km/s [nb 3] . Den tredje komponenten i rörelsen, den radiella hastigheten, kan beräknas från medelförskjutningen mot den röda eller blå sidan av stjärnspektrat. Den allmänna katalogen över stjärnors radiella hastigheter ( Catalog of Stellar Radial Velocities ) indikerar att den radiella hastigheten för detta system är -11,4 km/s [17] . Kombinationen av radiella och tvärgående rörelser ger en rymdhastighet på 20,4 km/s med avseende på solen [nb 4] .
År 2000 gjordes ett försök att fotografera de enskilda komponenterna i detta binära system med hjälp av rymdteleskopet Hubble , men stjärnorna var för nära för att kunna lösas individuellt [18] . Nyligen genomförda mätningar av det orbitala ultravioletta observatoriet EUVE ( Extreme Ultraviolet Explorer ) gav en mer exakt uppskattning av omloppsperioden på 21,72168(9) dagar [19] . Det antas att lutningen av systemets banas plan mot siktlinjen är nära 90°, det vill säga att den kan ses från jorden nästan på kanten. I detta fall är det möjligt att observera periodiska förmörkelser av huvudkomponenten av en vit dvärg [8] .
Hertzsprung-Russell-diagrammet visar förhållandet mellan ljusstyrka och färgindex för många stjärnor. IK Peg A är för närvarande på huvudsekvensen , det vill säga den tillhör den grupp av stjärnor där energiutsläppet tillhandahålls av termonukleär förbränning av väte . IK Peg A ligger dock i ett smalt, nästan vertikalt band på Hertzsprung-Russell-diagrammet, som är känt som instabilitetsbandet . Ljusstyrkan hos stjärnor i detta band fluktuerar som ett resultat av periodiska pulsationer av stjärnans yta [21] .
Pulsationerna uppstår som ett resultat av en process som kallas kappamekanismen . En del av stjärnans yttre atmosfär blir optiskt ogenomskinlig på grund av den partiella joniseringen av enskilda element. När dessa atomer förlorar en elektron är det mer sannolikt att de absorberar energi. Detta leder till en ökning av temperaturen, vilket leder till expansion av atmosfären. Den expanderade atmosfären blir mindre joniserad och förlorar energi, vilket gör att den svalnar och krymper. Som ett resultat av denna cykel uppstår periodiska pulsationer av atmosfären och motsvarande förändringar i ljusstyrka [21] .
Stjärnor i området av remsan av instabilitet som korsar huvudsekvensen kallas Delta Scuti (δ Sct) variabler. Sådana variabler, som Delta Scuti blev prototypen för , är vanligtvis stjärnor av spektraltypen från A2 till F8 och ljusstyrkaklassen från III ( subjättar ) till V (huvudsekvensstjärnor). Dessa stjärnor är kortperiodiska variabler med regelbundna pulsationer mellan 0,025 och 0,25 dagar. Stjärnor av typen δ Sct har ett överflöd av tunga element, liknande solen (se Metallicitet ), och en massa på 1,5 till 2,5 M ⊙ [22] . Frekvensen av IK Pegasus A -pulsationer har uppskattats till 22,9 cykler per dag, eller en gång var 63:e minut [4] .
Astronomer definierar en stjärnas metallicitet som närvaron i dess atmosfär av kemiska element som har ett högre atomnummer än helium (som alla kallas metaller inom astrofysik). Detta värde mäts med hjälp av spektralanalys av atmosfären och uppskattas sedan i jämförelse med resultaten från förberäknade stjärnmodeller. I fallet med IK Pegasus A är metalliciteten [M/H] 0,07±0,20. En sådan post ger logaritmen för förhållandet mellan mängden metaller (M) och väte (H), minus logaritmen för solens metallicitet. (Alltså, om stjärnan har samma metallicitet som solen, så blir värdet på logaritmen noll). Inom felet sammanfaller metalliciteten hos IK Pegasus A med solenergin.
Spektrum av stjärnor som IK Peg A visar starka Balmer-linjer av väte tillsammans med absorptionslinjer för joniserade metaller, inklusive K-linjerna av joniserat kalcium (Ca II) vid 393,3 nm [23] . IK -spektrumet för Peg A klassificeras som marginell Am (eller "Am: "); detta betyder att spektrumet av denna stjärna visar något förbättrade metallabsorptionslinjer jämfört med en typisk klass A-stjärna [5] . Stjärnor av spektraltyp Am är ofta medlemmar av nära binära system med en följeslagare av ungefär samma massa som observerats i fallet med IK Pegasus [24] .
Stjärnor av spektraltyp A är hetare och mer massiva än solen, men som ett resultat är livslängden för en stjärna i huvudsekvensen motsvarande kortare. För en stjärna med en massa som liknar IK Peg A (1,65 solar) är den beräknade livslängden för huvudsekvensen 2-3 miljarder år , vilket är ungefär hälften av solens nuvarande ålder [25] .
När det gäller massa är den närmaste analoga stjärnan till oss av samma spektraltyp och typ av variabilitet den relativt unga Altair , vars massa är 1,7 M ⊙ . Generellt sett har det binära systemet vissa likheter med Sirius , som består av en huvudstjärna av spektralklass A och en vit dvärgföljeslagare. Men Sirius A är en mer massiv stjärna än IK Pegasus A , och dess följeslagares omloppsbana är mycket större, med en halvstor axel på 20 AU. e.
Sällskapsstjärnan IK Pegasi B är en tät vit dvärg. Stjärnor av denna klass har nått slutet av sina liv och producerar inte längre energi genom kärnfusion. Istället, under normala omständigheter, kommer en vit dvärg ständigt att utstråla överskottsenergi, bli kallare och svagare, under många miljarder år [26] .
Nästan alla stjärnor med låg och medelstor massa (mindre än cirka 9 solmassor) blir så småningom, efter att ha uttömt sina reserver av väte, vita dvärgar [27] . Sådana stjärnor tillbringar större delen av sina "aktiva" liv på huvudsekvensen. Mängden tid de spenderar på huvudsekvensen beror främst på deras massa: livslängden minskar med ökande massa [28] . Således måste IK Peg B ha varit mer massiv än A -komponenten innan han blev en vit dvärg . Moderstjärnan IK Peg B tros ha haft en massa mellan 5 och 8 solmassor [12] .
Efter att vätebränslet i kärnan av förfadern IK Peg B var uttömt förvandlades det till en röd jätte. Den inre kärnan krympte till den punkt där förbränningen av väte började i skalet som omgav heliumkärnan. För att kompensera för temperaturökningen expanderade det yttre skalet många gånger över den radie som stjärnan hade under huvudsekvensen. När temperaturen och densiteten vid vilken heliumförbränning kunde börja nåddes i kärnan , bytte jätten till den horisontella grenen av Hertzsprung-Russell-diagrammet. Heliumfusionen bildar en inert kärna som består av kol och syre. När heliumet i kärnan var uttömt dök ett brinnande heliumskal upp runt det förutom det brinnande väteskalet, och stjärnan gick in i den så kallade asymptotiska jättegrenen , eller AGB. (Detta är grenen som går till det övre högra hörnet av Hertzsprung-Russell-diagrammet). Om stjärnan hade tillräcklig massa, då kan förbränningen av kol i kärnan börja och produktionen av syre , neon och magnesium som ett resultat av denna förbränning [29] [30] [31] .
Det yttre skalet på en röd jätte eller AVG-stjärna kan expandera till flera hundra solradier, upp till 0,5 miljarder km (3 AU) , som i fallet med den pulserande AVG-stjärnan Mira [32] . Detta avstånd är långt bortom det nuvarande genomsnittliga avståndet mellan två stjärnor i IK Pegasus- systemet , så under denna tidsperiod delade de två stjärnorna ett gemensamt hölje. Som ett resultat kan atmosfären i IK Pegasus A ha berikats med isotoper av olika grundämnen [8] .
En tid senare bildades en inert syre-kol (eller syre-magnesium-neon) kärna och termonukleär fusion började ske i två koncentriska skal som omgav kärnan; väte började brinna i det yttre skalet och helium runt den inerta kärnan. Denna förbränningsfas i dubbelskalet är dock instabil, vilket ledde till termiska impulser som orsakade storskaliga massutkastningar från stjärnans yttre skal [33] . Från detta utstötta material bildade ett enormt moln som kallas en planetarisk nebulosa . Hela väteskalet kastades ut från stjärnan, förutom en liten del som omger kvarlevan - en vit dvärg, som huvudsakligen består av en inert kärna [34] .
IK Pegasus B kan helt och hållet bestå av kol och syre, men kan också, om kolförbränningen började i sin stamstjärna , ha en syre-neonkärna omgiven av ett skal berikat med kol och syre [35] [36] . Hur som helst är utsidan av IK Peg B täckt med en atmosfär av nästan rent väte, vilket gör det möjligt att klassificera denna vita dvärg som en DA-spektraltyp . På grund av den större atommassan kommer helium i skalet att "sjunka" i väteskiktet [7] . Den totala massan av en stjärna begränsas av trycket från den elektrondegenererade gasen , en kvantmekanisk effekt som begränsar mängden materia som kan pressas in i en given volym.
Genom att uppskatta massan av IK Pegasus B till 1,15 solmassor anser astronomer att det är en mycket massiv vit dvärg [nb 5] . Även om dess radie inte observeras direkt, kan den uppskattas utifrån kända teoretiska samband mellan massan och radien för en vit dvärg [37] , vilket ger ett värde på cirka 0,6 % av solens radie [7] (en annan källa ger ett värde på 0,72 %, så att viss osäkerhet kvarstår i detta resultat) [4] . Således är denna stjärna med en massa större än solen innesluten i en volym som är mindre än jordens, vilket indikerar den extremt höga densiteten hos detta objekt [nb 6] .
Massiv och samtidigt kompakt vit dvärg ger en kraftfull tyngdkraft på stjärnans yta. Astronomer har angett denna kvantitet i termer av decimallogaritmen för gravitationskraften i CGS- enheter , eller lg g . För IK Pegasus är B lg g 8,95 [7] . Som jämförelse är lg g på jorden 2,99. Tyngdkraften på ytan av IK Pegasus B är alltså mer än 900 000 gånger större än tyngdkraften på jorden [nb 7] .
Den effektiva yttemperaturen för IK Pegasi B uppskattas till 35 500 ± 1500 K [8] , vilket gör den till en kraftfull källa för ultraviolett strålning [7] [nb 8] . I avsaknad av en följeslagare skulle denna vita dvärg gradvis (under miljarder år) svalna, medan dess radie skulle förbli praktiskt taget oförändrad [38] .
1993 föreslog David Wonnacott , Barry J. Kellett och David J. Stickland att IK Pegasus- systemet så småningom skulle kunna bli en supernova av typ Ia eller bli en kataklysmisk variabel [12] . På 150 ljusår bort är det den närmaste supernovakandidaten till jorden. Det kommer dock att ta tid för systemet att utvecklas till ett tillstånd där en supernovaexplosion kan inträffa. Under denna tid kommer den att röra sig ett betydande avstånd från jorden.
Det kommer en tidpunkt då IK Pegasus A kommer att gå från huvudsekvensen och börja förvandlas till en röd jätte. Skalet på en röd stjärna kan växa till en betydande storlek, 100 gånger dess nuvarande radie. När det yttre skalet på IK Peg A når sin följeslagares Roche-lob kommer en gasformig ansamlingsskiva att börja bildas runt den vita dvärgen. Denna gas, som huvudsakligen består av väte och helium, kommer att ackumuleras på satellitens yta. Massöverföring mellan stjärnor kommer också att leda till deras ömsesidiga närmande [39] .
Gasen som samlas på ytan av den vita dvärgen kommer att börja krympa och värmas upp. Vid någon tidpunkt i den ackumulerade gasen kan de förhållanden som är nödvändiga för termonukleär förbränning av väte utvecklas, och de kraftigaste termonukleära explosionerna som har påbörjats kommer att sopa bort en del av gasen från den vita dvärgens yta. Detta kommer att leda till periodiska katastrofala förändringar i ljusstyrkan hos IK Pegasus- systemet : den kommer snabbt att öka med flera storleksordningar under flera dagar eller månader [40] . Ett exempel på en sådan stjärna är RS Ophiuchus- systemet , en dubbelstjärna som består av en röd jätte och en vit dvärgföljeslagare. RS Ophiuchi är en upprepad nova som har upplevt minst sex utbrott varje gång ansamlingen når den kritiska massan av väte som behövs för att producera en kolossal explosion [41] [42] .
Det är fullt möjligt att IK Pegasus kommer att utvecklas efter ett liknande mönster [41] . Men även i sådana kraftfulla termonukleära explosioner är bara en del av den samlade gasen inblandad: den andra delen slungas antingen ut i rymden eller förblir på ytan av den vita dvärgen. Således, med varje cykel, kan en vit dvärg stadigt öka i massa och fortsätta att samla ett skal av väte runt sig [43] .
En alternativ modell som tillåter en vit dvärg att stadigt samla massa utan att få utbrott kallas den nära-binära supermjuka röntgenkällan CBSS [ en . I detta scenario är hastigheten för massöverföring till den vita dvärgen i en nära binär sådan att det inkommande vätet gradvis brinner upp i fusion och blir helium. Denna kategori av supermjuka röntgenkällor består av vita dvärgar med hög massa med mycket höga yttemperaturer ( 0,5–1 miljon K [44] ) [45] .
Om, under massöverföring genom ackretion, den vita dvärgens massa når Chandrasekhar-gränsen på 1,44 M ⊙ , kommer trycket från den degenererade elektrongasen inte längre att stödja den vita dvärgen och den kommer att kollapsa. Om kärnan huvudsakligen består av syre, neon och magnesium, kan den kollapsade vita dvärgen bilda en neutronstjärna. I det här fallet kommer bara en del av stjärnans massa att kastas ut som ett resultat av explosionen [46] . Om kärnan är kol-syre, kommer ökningen i tryck och temperatur att börja bränna kol i mitten av stjärnan redan innan Chandrasekhar-gränsen nås. Det dramatiska resultatet av detta blir lanseringen av en termonukleär fusionsreaktion, där en betydande del av stjärnans materia kommer in inom en kort tid. Detta kommer att räcka för att stjärnan ska bli en typ Ia supernova [47] i en katastrofal explosion .
En sådan supernovaexplosion kan utgöra ett hot mot livet på jorden. Stjärnans huvudkomponent, IK Peg A , tros knappast bli en röd jätte inom en snar framtid. Som har visats tidigare är stjärnans rymdhastighet i förhållande till solen 20,4 km/s. Detta motsvarar att flytta ett avstånd på ett ljusår vart 14 700 år . Till exempel, efter 5 miljoner år kommer stjärnan att flytta sig bort från solen med mer än 500 ljusår . Typ Ia supernovor över tusen parsecs ( 3300 ljusår ) tros inte påverka livet på jorden. [48] .
Efter en explosion kan en supernova vit dvärg kollapsa helt eller bara förlora en del av sin massa, och i det expanderande skalet kommer radioaktivt sönderfall av nickel att börja till kobolt och vidare till järn , vilket ger energi för skalets glöd. Det binära systemet kommer sannolikt att sönderfalla som ett resultat av explosionen. Från och med nu kommer IK Pegasus B , om den överlever, att utvecklas som en ensam vit dvärg. Den relativa rumshastigheten för resten av donatorstjärnan IK Pegasus A som kastas ut från systemet kan nå 100-200 km/s , vilket kommer att placera den bland de snabbast rörliga stjärnorna i galaxen . Den fortsatta utvecklingen av IK Peg A kommer att vara nästan densamma som den för dess följeslagare: efter att ha passerat stadiet av en röd jätte, kommer den att fälla sitt yttre skal och bli en snabbrörlig vit dvärg [49] [50] . En supernovaexplosion kommer också att skapa ett expanderande skal av gas och damm som så småningom kommer att smälta samman med det omgivande interstellära mediet [51] .
Pegasus stjärnbild stjärnor | |
---|---|
Bayer | |
Flamsteed |
|
Variabler | |
planetsystem _ |
|
Övrig | |
Lista över stjärnor i stjärnbilden Pegasus |