В астрономии общей оболочкой системы ( англ. common envelope, CE ) называется газовая оболочка, содержащая двойную звезду . Газ вращается со скоростью, отличной от скорости вращения погружённой в него двойной звезды. Подобная система называется находящейся на стадии наличия общей оболочки.

В течение стадии общей оболочки погружённая двойная система подвергается воздействию со стороны оболочки, вследствие которого расстояние между звёздами уменьшается. В конечном итоге оболочка будет выброшена из системы, звёзды в которой будут находиться на существенно меньшем расстоянии, или же две звезды окажутся настолько близко друг к другу, что сольются и образуют одну звезду. Стадия наличия общей оболочки относительно коротка по сравнению со временем жизни звёздных компонентов.

Эволюция на стадии общей оболочки, завершающаяся сбросом оболочки, может привести к образованию двойной системы, состоящей из компактного объекта и близко расположенного к нему второго компонента. Примерами систем подобного вида являются катаклизмические переменные , рентгеновские двойные звёзды и системы из двух близко расположенных белых карликов или нейтронных звёзд. Во всех таких системах присутствует компактный остаток ( белый карлик , нейтронная звезда или чёрная дыра ), являющийся, по всей видимости, ядром звезды, размер которой превышал современное расстояние между компонентами двойной системы. Если подобные объекты образовались в ходе эволюции в совместной оболочке, то их современное тесное расположение может быть объяснено. Короткопериодические системы, содержащие компактные объекты, являются источниками гравитационных волн и предшественниками сверхновых первого типа.

Предсказания результатов эволюции в системе с общей оболочкой не вполне однозначны .

Систему с общей оболочкой часто путают с тесной двойной системой . Общая оболочка обычно вращается не с той же скоростью, с которой обращается погружённая двойная система, следовательно, она не ограничивается эквипотенциальной поверхностью , проходящей через точку Лагранжа L2 . В тесной двойной системе общая оболочка вращается вместе с двойной звездой и заполняет внутреннюю область эквипотенциальной поверхности .

Формирование

Общая оболочка образуется вокруг двойной звезды, когда расстояние между компонентами быстро убывает или же один из компонентов быстро расширяется . Звезда-донор при заполнении полости Роша начинает передавать вещество второй звезде, при этом взаимная орбита звёзд уменьшается, в результате процесс перетекания массы ускоряется, орбита уменьшается сильнее. Это приводит к динамически неустойчивому перетеканию массы. В некоторых случаях второй компонент не может аккрецировать на себя всё поступающее вещество, при этом вокруг второго компонента начинает образовываться оболочка .

Эволюция

Ядро звезды-донора не участвует в расширении звёздной оболочки и формировании общей оболочки, которая впоследствии будет содержать два объекта: ядро звезды-донора и звезду-компаньон. Изначально данные объекты продолжают движение по орбите внутри общей оболочки. Считается, что вследствие воздействия со стороны газовой оболочки объекты теряют энергию, в результате чего переходят на более тесную орбиту, а скорости движения возрастают. Потеря орбитальной энергии, как предполагается, нагревает и расширяет оболочку; в целом стадия наличия общей оболочки завершается либо при сбрасывании оболочки в окружающее пространство, либо при слиянии объектов внутри оболочки . При постепенном пространственном уменьшении протяжённости орбиты объекты сближаются, двигаясь по некоторой спирали.

Наблюдаемые проявления

Объекты с общей оболочкой достаточно сложно наблюдать. На их наличие было указано неявно: по существованию двойных звёзд, параметры которых не объясняются никаким другим механизмом формирования. Процессы при завершении стадии наличия общей оболочки обычно являются более яркими, чем обычные новые , но более слабыми, чем сверхновые . Фотосфера общей оболочки должна быть относительно холодной (около 5,000 K), излучающей, в основном, в красной части спектра. При этом из-за крупных размеров оболочки светимость её высока, примерно как у красного сверхгиганта . Явления, связанные с эволюцией в общей оболочке, начинаются с резкого увеличения светимости, за которым следует период постоянной светимости длительностью около нескольких месяцев (почти как у сверхновых II типа), сопровождаемый рекомбинацией водорода в оболочке. После завершения данного периода светимость быстро падает .

Наблюдались несколько явлений, напоминающих описанный выше процесс. Такие явления были названы яркими красными новыми. Скорости расширения составляют 200—1000 км/с, количество излучаемой энергии — от 10 ³⁸ Дж до 10 ⁴⁰ Дж .

Среди наблюдавшихся явлений можно упомянуть

• , возможно, сбрасывание всей оболочки.
• , вероятное слияние звёзд.
• V838 Единорога

Примечания

Литература

• Icko J. I., Livio M. (англ.) // Publications of the Astronomical Society of the Pacific — University of Chicago Press , 1993. — Vol. 105. — P. 1373–1406. — ISSN ; —
• Taam R. E., Sandquist E. L. (англ.) // / S. Faber , E. v. Dishoeck , R. Kennicutt , L. Goldberg , G. Burbidge , R. Blandford — Annual Reviews , 2000. — Vol. 38, Iss. 1. — P. 113—141. — ISSN ; —
• Evolutionary processes in binary and multiple stars (англ.) — Cambridge: Cambridge University Press , 2006. — 322 p. — ISBN 978-1-107-40342-0
• Izzard R. G., Hall P. D., , Tout C. A. (англ.) // — Cambridge University Press , 2011. — Vol. 7, Iss. S283. — P. 95—102. — ISSN ; —
• Ivanova N., Justham S., Nandez J. L. A., Lombardi J. C. (англ.) // Science / — AAAS , 2013. — Vol. 339, Iss. 6118. — P. 433—435. — ISSN ; — — —
• Ivanova N., Justham S., Chen X., Marco O. D., Fryer C. L., Gaburov E., , Glebbeek E., Han Z., X.-D. Li et al. (англ.) // — Springer Science+Business Media , 2013. — Vol. 21, Iss. 1. — ISSN ; — —