Aptumšojošās bināro zvaigžņu sistēmas ir salīdzinoši izplatītas mūsu Visumā. Gadījuma novērotājam šīs sistēmas izskatās kā viena zvaigzne, bet faktiski sastāv no divām zvaigznēm, kas riņķo cieši kopā. Šo sistēmu izpēte sniedz astronomiem iespēju tieši izmērīt šo sistēmu attiecīgo zvaigžņu komponentu pamatīpašības (t.i., masas un rādiusus).
Nesen Brazīlijas astronomu komanda Piena ceļā novēroja retu skatu - aptumšojošu bināru, kas sastāv no balta pundura un mazmasas brūna pundura. Vēl neparastāks bija fakts, ka baltā pundura dzīves ciklu šķita priekšlaicīgi saīsinājis tā brūnā pundura pavadonis, kas izraisīja tā agrīno nāvi, lēnām atdalot materiālu un “badojoties” to līdz nāvei.
Nesen tika publicēts pētījums, kurā sīki aprakstīti viņu atklājumi ar nosaukumu “HS 2231 + 2441: HW Vir sistēma, kas sastāv no mazmasas balta pundura un brūna pundura”. Karaliskās astronomiskās biedrības ikmēneša paziņojumi. Komandu vadīja Leonardo Andrade de Almeida, pēcdoktorants no Sanpaolo Universitātes Astronomijas, ģeofizikas un atmosfēras zinātņu institūta (IAG-USP), kā arī locekļi no Nacionālā kosmosa pētījumu institūta (MCTIC) un Feiras de Santanas Valsts universitāte.
Pētījuma dēļ komanda veica bināro zvaigžņu sistēmas novērojumus laika posmā no 2005. līdz 2013. gadam, izmantojot Pico dos Dias observatoriju Brazīlijā. Pēc tam šie dati tika apvienoti ar Viljama Heršela teleskopa informāciju, kas atrodas Observatorio del Roque de los Muchachos uz salas La Palma. Šī sistēma, kas pazīstama kā HS 2231 + 2441, sastāv no baltas pundurzvaigznes un brūna pundura pavadoņa.
Baltie punduri, kas ir starpposma vai zema masas zvaigžņu pēdējā stadija, būtībā ir tie, kas paliek pēc tam, kad zvaigzne ir izsmelusi savu ūdeņraža un hēlija degvielu un izpūtusi ārējos slāņus. Savukārt brūns punduris ir zvaigžņu objekts, kura masa ir novietota starp zvaigzni un planētu. Bināras sistēmas atrašana, kas sastāv no abiem objektiem kopā vienā sistēmā, ir tas, ko astronomi neredz ikdienā.
Kā Leonardo Andrade de Almeida paskaidroja FAPESP paziņojumā presei: “Šāda veida mazas masas bināri ir salīdzinoši reti. Līdz šim novēroti tikai daži desmiti. ”
Šis konkrētais binārais pāris sastāv no baltā pundura, kas ir no divdesmit līdz trīsdesmit procentiem Saules masas - 28 500 K (28 227 ° C; 50 840 ° F) -, kamēr brūnais punduris ir aptuveni 34-36 reizes lielāks nekā Jupiteram. Tas padara HS 2231 + 2441 par vismazāk izpludināto bināro sistēmu, kas līdz šim pētīta.
Agrāk primārā (baltais punduris) bija normāla zvaigzne, kas attīstījās ātrāk nekā viņa pavadonis, jo tā bija masīvāka. Kad tas bija iztērējis ūdeņraža degvielu, tas izveidoja hēliju sadedzinošu kodolu. Šajā brīdī zvaigzne bija ceļā uz sarkano milzi, kas notiek, kad Saulei līdzīgās zvaigznes iziet no savas galvenās secības fāzes. To būtu raksturojusi plaša izplešanās, kuras diametrs pārsniegtu 150 miljonus km (93,2 miljoni jūdzes).
Šajā brīdī Almeida un viņa kolēģi secināja, ka tā sāk gravitācijas mijiedarbību ar savu sekundāro (brūno punduri). Tikmēr brūno punduri sāka piesaistīt un apbērt primārā atmosfēra (t.i., tā apvalks), kā dēļ tas zaudēja orbītas leņķisko impulsu. Galu galā spēcīgais pievilkšanās spēks pārsniedza gravitācijas spēku, noturot aploksni noenkurotu tās zvaigznei.
Kad tas notika, galvenās zvaigznes ārējos slāņus sāka atdalīt, pakļaujot tā hēlija kodolu un nosūtot brūnajam pundurim milzīgus vielas daudzumus. Šīs masas zaudēšanas dēļ atlikums faktiski nomira, kļūstot par balto punduri. Pēc tam brūtais punduris sāka riņķot ar savu balto punduri ar īsu orbitālo periodu - tikai trīs stundas. Kā paskaidroja Almeida:
“Šai masas pārvietošanai no masīvākas zvaigznes, primārā objekta, uz savu pavadoni, kas ir sekundārais objekts, bija ārkārtīgi vardarbīga un nestabila, un tā ilga neilgu laiku… Sekundārajam objektam, kas tagad ir brūns punduris, ir jābūt arī esam ieguvuši kādu lietu, kad tā kopīgi izmantoja aploksni ar galveno priekšmetu, bet ar to nav pietiekami, lai kļūtu par jaunu zvaigzni. ”
Šī situācija ir līdzīga tai, ko astronomi pamanīja pagājušajā vasarā, pētot bināro zvaigžņu sistēmu, kas pazīstama kā WD 1202-024. Arī šeit tika atklāts brūno punduru pavadonis, kas riņķo ap balto punduru primāru. Turklāt par atklāšanu atbildīgā komanda norādīja, ka brūnais punduris, iespējams, tika pievilkts tuvāk baltajam pundurim, kad tas nonāca sarkanās milzu filiāles (RGB) fāzē.
Šajā brīdī brūtais punduris atņēma savas atmosfēras primāro daļu, pakļaujot baltā pundura paliekošo kodolu. Tāpat primārā mijiedarbība ar brūno punduru pavadoni izraisīja priekšlaicīgu zvaigžņu nāvi. Tas, ka divi šādi atklājumi ir notikuši īsā laika posmā, ir diezgan nožēlojami. Ņemot vērā Visuma vecumu (kas ir aptuveni 13,8 miljardi gadu vecs), mirušos objektus var veidot tikai binārās sistēmās.
Piena ceļā vien apmēram 50% mazmasas zvaigžņu pastāv kā binārā sistēma, savukārt lielas masas zvaigznes eksistē gandrīz tikai bināros pāros. Šajos gadījumos aptuveni trīs ceturtdaļas kaut kādā veidā mijiedarbosies ar pavadoni - apmainīsies ar masu, paātrinās viņu rotāciju un galu galā arī apvienosies.
Kā norādīja Almeida, šīs binārās sistēmas izpēte un tai līdzīgie varētu nopietni palīdzēt astronomiem saprast, kā veidojas karsti, kompakti objekti, piemēram, balti punduri. "Binārās sistēmas piedāvā tiešu veidu, kā izmērīt zvaigznes galveno parametru, kas ir tās masa," viņš teica. "Tieši tāpēc binārajām sistēmām ir izšķiroša nozīme mūsu izpratnē par zvaigžņu dzīves ciklu."
Tikai pēdējos gados tika atklātas mazmasas balto punduru zvaigznes. Bināru sistēmu atrašana tur, kur tās pastāv līdzās brūniem punduriem - būtībā neizdevušām zvaigznēm - ir vēl viens retums. Bet ar katru jaunu atklājumu palielinās iespējas izpētīt iespēju klāstu mūsu Visumā.
