Pimennysbinaariset tähtijärjestelmät ovat suhteellisen yleisiä universumissamme. Satunnaiselle tarkkailijalle nämä järjestelmät näyttävät yhdeltä tähdeltä, mutta koostuvat tosiasiassa kahdesta tähdestä, jotka kiertävät läheisesti toisiaan. Näiden järjestelmien tutkimus tarjoaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden mitata suoraan näiden järjestelmien vastaavien tähtikomponenttien perusominaisuudet (ts. Massat ja säteet).
Äskettäin joukko brasilialaisia tähtitieteilijöitä havaitsi Linnunradalla harvinaisen näkökohdan - varjoavan binäärin, joka koostui valkoisesta kääpiöstä ja pienimassasta ruskeasta kääpiöstä. Vielä epätavallisempaa oli se, että valkoisen kääpiön elinkaari näytti joutuneen ennenaikaisesti katkaisemaan sen ruskean kääpiökaverinsa, mikä aiheutti sen varhaisen kuoleman sipponoimalla materiaalia hitaasti ja ”nälkää” sen kuolemaan.
Tutkimusta, joka tarkensi heidän havaintonsa, nimeltään ”HS 2231 + 2441: HW Vir -järjestelmä, joka koostuu pienimassasta valkoisesta kääpiöstä ja ruskeasta kääpiöstä”, julkaistiin äskettäin Kuukausittaiset ilmoitukset Royal Astronomical Society -tapahtumasta. Ryhmää johti São Paolon yliopiston tähtitieteen, geofysiikan ja ilmakehän tieteiden instituutin (IAG-USP) tutkijatohtori Leonardo Andrade de Almeida sekä kansallisen avarustutkimusinstituutin (MCTIC) ja Feira de Santanan osavaltion yliopisto.
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä havaitsi binaarista tähtijärjestelmää vuosina 2005-2013 käyttämällä Brasilian Pico dos Dias-observatorioa. Nämä tiedot yhdistettiin sitten William Herschelin kaukoputken tietoihin, joka sijaitsee La Palman saarella sijaitsevassa Observatorio del Roque de los Muchachosissa. Tämä järjestelmä, joka tunnetaan nimellä HS 2231 + 2441, koostuu valkoisesta kääpiötähdistä ja ruskeasta kääpiökumppanista.
Valkoiset kääpiöt, jotka ovat keskitason tai pienmassatähteiden viimeinen vaihe, ovat olennaisesti sitä, mikä jäljelle jää, kun tähti on kuluttanut vety- ja heliumpolttoaineensa ja puhallanut pois sen ulkokerrokset. Ruskea kääpiö puolestaan on subtellar esine, jonka massa sijoittaa sen tähden ja planeetan väliin. Tähtitieteilijät eivät näe päivittäin binäärijärjestelmää, joka koostuu molemmista esineistä yhdessä samasta järjestelmästä.
Kuten Leonardo Andrade de Almeida selitti FAPESP: n lehdistötiedotteessa: ”Tämäntyyppinen pienimassan binääri on suhteellisen harvinainen. Tähän mennessä on havaittu vain muutama tusina. "
Tämä tietty binaarinen pari koostuu valkoisesta kääpiöstä, joka on välillä kaksikymmentä-kolmekymmentä prosenttia auringon massasta - 28 500 K (28 227 ° C; 50 840 ° F) -, kun taas ruskea kääpiö on karkeasti 34-36 kertaa Jupiterin massa. Tämä tekee HS 2231 + 2441: stä vähiten massiivisen pimennysbinaarijärjestelmän, jota on tähän mennessä tutkittu.
Aikaisemmin primaari (valkoinen kääpiö) oli normaali tähti, joka kehittyi nopeammin kuin seuralainen, koska se oli massiivisempi. Kun se oli kuluttanut vetypolttoaineensa, se muodosti heliumia polttavan ytimen. Tässä vaiheessa tähti oli matkalla punaiseksi jättiläiseksi, mikä tapahtuu, kun auringonkaltaiset tähdet poistuvat pääsekvenssivaiheestaan. Tälle olisi ollut ominaista valtava laajennus, jonka halkaisija oli yli 150 miljoonaa km (93,2 miljoonaa mi).
Tässä vaiheessa Almeida ja hänen kollegansa päättelivät alkavansa vuorovaikutuksessa painovoiman kanssa toissijaisen (ruskean kääpiön) kanssa. Sillä välin ruskeaa kääpiötä alkoi houkutella ja valloittaa primaarin ilmapiiri (ts. Sen verhokäyrä), joka sai sen menettämään kiertoradan kulmavirran. Lopulta voimakas vetovoima ylitti gravitaatiovoiman pitäen vaipan ankkuroituna tähtiinsa.
Kun tämä tapahtui, ensisijaisen tähden ulommat kerrokset alkoivat irroittaa, paljastaen sen heliumin ytimen ja lähettäen valtavia määriä ainetta ruskealle kääpiölle. Tämän massanmenetyksen takia jäännös kuoli käytännöllisesti katsoen kääpiöksi. Sitten ruskea kääpiö kiertää valkoista kääpiötään ensisijaisella lyhyellä kiertoradalla, vain kolme tuntia. Kuten Almeida selitti:
"Tämä massan siirto massiivisemmasta tähdestä, ensisijaisesta esineestä, seuralaiselleen, joka on toissijainen esine, oli erittäin väkivaltainen ja epävakaa, ja se kesti vähän aikaa ... Toissijaisen esineen, joka on nyt ruskea kääpiö, täytyy pitää ovat myös hankkineet jonkin verran asiaa, kun se jakoi kirjekuorensa pääobjektin kanssa, mutta ei tarpeeksi tullakseen uudeksi tähtiksi. "
Tämä tilanne on samanlainen kuin mitä tähtitieteilijät huomasivat viime kesänä tutkiessaan binaarista tähtijärjestelmää, joka tunnetaan nimellä WD 1202-024. Myös täällä löydettiin ruskea kääpiökumppani kiertävän valkoisen kääpiön primaaria. Lisäksi löytöstä vastaava joukkue ilmoitti, että ruskea kääpiö vedettiin todennäköisesti lähemmäksi valkoista kääpiötä sen jälkeen kun se tuli RGB-vaiheeseensa.
Tässä vaiheessa ruskea kääpiö poisti ilmakehänsa primaarin paljastaen valkoisen kääpiön jäännösytimen. Samoin primaarin vuorovaikutus ruskean kääpiöparin kanssa aiheutti ennenaikaisen tähtikuoleman. Se tosiasia, että kaksi tällaista löytöä on tapahtunut lyhyessä ajassa, on melko onnekasta. Kun otetaan huomioon maailmankaikkeuden ikä (joka on noin 13,8 miljardia vuotta vanha), kuolleita esineitä voidaan muodostaa vain binaarisissa järjestelmissä.
Pelkästään Linnunradalla noin 50% pienmassatähteistä esiintyy osana binaarista järjestelmää, kun taas suuren massan tähdet esiintyvät melkein yksinomaan binaarisissa pareissa. Näissä tapauksissa suunnilleen kolme neljäsosaa on vuorovaikutuksessa jollakin tavalla seuralaisen kanssa - vaihtamalla massaa, nopeuttamalla heidän kiertoaan ja lopulta sulautuessaan toisiinsa.
Kuten Almeida ilmoitti, tämän binaarijärjestelmän ja sen kaltaisten tutkiminen voisi auttaa vakavasti tähtitieteilijöitä ymmärtämään kuinka kuumia, kompakteja esineitä kuten valkoisia kääpiöitä muodostuu. "Binaarijärjestelmät tarjoavat suoran tavan mitata tähden pääparametri, joka on sen massa", hän sanoi. "Siksi binaarijärjestelmät ovat ratkaisevan tärkeitä ymmärryksessämme tähtiä koskevasta elinkaaresta."
Vain viime vuosina löydettiin pienimassan valkoisia kääpiötähtiä. Toinen harvinaisuus on löytää binaarijärjestelmiä, joissa ne esiintyvät samanaikaisesti ruskeiden kääpiöiden kanssa - lähinnä epäonnistuneiden tähtien kanssa. Mutta jokaisella uudella löytöllä mahdollisuudet tutkia mahdollisuuksia maailmankaikkeudessa kasvavat.
