Zatmenie binárnych hviezdnych systémov je v našom vesmíre pomerne bežné. Pre príležitostného pozorovateľa vyzerajú tieto systémy ako jedna hviezda, ale v skutočnosti sa skladajú z dvoch hviezd obiehajúcich blízko seba. Štúdium týchto systémov ponúka astronómom príležitosť priamo zmerať základné vlastnosti (t. J. Hmotnosti a polomery) týchto systémov, respektíve hviezdne komponenty.
Tím brazílskych astronómov nedávno pozoroval v Mliečnej dráhe zriedkavý pohľad - zatienený binárny súbor zložený z bieleho trpaslíka a nízkohmotného hnedého trpaslíka. Ešte neobvyklejšia bola skutočnosť, že životný cyklus bieleho trpaslíka bol predčasne prerušený jeho spoločníkom hnedého trpaslíka, ktorý spôsobil jeho skorú smrť pomalým odsávaním materiálu a „hladovaním“ k smrti.
Štúdia, v ktorej boli podrobne uvedené zistenia s názvom „HS 2231 + 2441: systém HW Vir zložený z bieleho trpaslíka s nízkou hmotnosťou a hnedého trpaslíka“, bola nedávno uverejnená Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti, Tím bol vedený Leonardo Andrade de Almeida, postdoktorand z Inštitútu astronómie, geofyziky a atmosféry vesmíru (IAG-USP) Univerzity São Paolo, spolu s členmi Národného inštitútu pre vesmírny výskum (MCTIC) a Štátna univerzita vo Feire de Santana.
Kvôli štúdiu vykonal tím pozorovania binárneho hviezdneho systému v rokoch 2005 až 2013 pomocou observatória Pico dos Dias v Brazílii. Tieto údaje sa potom skombinovali s informáciami z ďalekohľadu Williama Herschela, ktorý sa nachádza v Observatorio del Roque de los Muchachos na ostrove La Palma. Tento systém, známy ako HS 2231 + 2441, pozostáva z bieleho trpaslíka a hnedého trpaslíka.
Bieli trpaslíci, ktorí sú posledným stupňom stredných alebo nízkohmotných hviezd, sú v podstate to, čo zostane po tom, ako hviezda vyčerpá svoje vodík a palivo hélia a odfúkne svoje vonkajšie vrstvy. Hnedý trpaslík je na druhej strane subelárnym objektom, ktorý má hmotu, ktorá ho umiestňuje medzi hmotu hviezdy a planéty. Nájdenie binárneho systému pozostávajúceho z oboch objektov spolu v rovnakom systéme je niečo, čo astronómovia nevidia každý deň.
Ako Leonardo Andrade de Almeida vysvetlil v tlačovej správe FAPESP, „Tento typ nízkohmotného binárneho súboru je pomerne zriedkavý. Doteraz bolo pozorovaných iba niekoľko desiatok. “
Tento konkrétny binárny pár sa skladá z bieleho trpaslíka, ktorý je medzi dvadsiatimi až tridsiatimi percentami hmotnosti Slnka - 28 500 K (28 227 ° C; 50 840 ° F) - zatiaľ čo hnedý trpaslík je približne 34-36-násobok hmotnosti Jupitera. Vďaka tomu je HS 2231 + 2441 doteraz najmenej študovaným binárnym systémom zatmenia.
V minulosti bola primárna (biely trpaslík) normálna hviezda, ktorá sa vyvíjala rýchlejšie ako jej spoločník, pretože bola masívnejšia. Keď vyčerpal svoje vodíkové palivo, vytvoril jadro spaľujúce hélium. V tomto okamihu bola hviezda na ceste k tomu, aby sa stala červeným obrom, čo sa stane, keď hviezdy podobné Slnku opustia svoju hlavnú sekvenčnú fázu. Charakterizovalo by to masívne rozšírenie, ktorého priemer presahoval 150 miliónov km (93,2 milióna míľ).
V tomto bode Almeida a jeho kolegovia dospeli k záveru, že začala gravitačne interagovať so svojím sekundárnym (hnedým trpaslíkom). Medzitým bol hnedý trpaslík priťahovaný a pohlcovaný atmosférou primárneho vzduchu (t. J. Jeho obálkou), čo spôsobilo stratu orbitálnej hybnosti. Nakoniec silná príťažlivá sila presiahla gravitačnú silu, ktorá udržiavala obálku ukotvenú k svojej hviezde.
Akonáhle sa to stalo, vonkajšie vrstvy primárnej hviezdy sa začali odstraňovať, odkryli jadro hélia a posielali obrovské množstvo hmoty hnedému trpaslíkovi. Z dôvodu tejto straty na hmotnosti zvyšok skutočne zomrel a stal sa bielym trpaslíkom. Hnedý trpaslík potom začal obísť primárnu bielu trpaslík krátkou orbitálnou periódou len tri hodiny. Ako Almeida vysvetlil:
„Tento presun hmoty z hmotnejšej hviezdy, primárneho objektu, na jeho spoločníka, ktorý je sekundárnym objektom, bol mimoriadne násilný a nestabilný a trval to krátko ... Sekundárny objekt, ktorý je teraz hnedým trpaslíkom, musí tiež získali nejakú záležitosť, keď zdieľali svoju obálku s primárnym objektom, ale nestačili na to, aby sa stali novou hviezdou. “
Táto situácia je podobná tomu, čo si astronómovia všimli minulé leto pri štúdiu binárneho hviezdneho systému známeho ako WD 1202-024. Aj tu bol objavený spoločník hnedého trpaslíka obiehajúci primárne bieleho trpaslíka. Tím zodpovedný za objav navyše naznačil, že hnedý trpaslík sa pravdepodobne dostal bližšie k bielemu trpaslíkovi, keď vstúpil do fázy vetvy červeného obra (RGB).
V tomto okamihu hnedý trpaslík odstránil primárnu časť svojej atmosféry a odhalil zvyšné jadro bieleho trpaslíka. Podobne aj interakcia primárneho a hnedého trpaslíka spôsobila predčasnú hviezdnu smrť. Skutočnosť, že k takýmto objavom došlo v krátkom čase, je celkom náhodná. Vzhľadom na vek vesmíru (ktorý je starý približne 13,8 miliárd rokov) sa mŕtve objekty môžu tvoriť iba v binárnych systémoch.
Len v Mliečnej ceste existuje asi 50% hviezd s nízkou hmotnosťou ako súčasť binárneho systému, zatiaľ čo hviezdy s vysokou hmotnosťou existujú takmer výlučne v dvojiciach. V týchto prípadoch zhruba tri štvrtiny nejakým spôsobom interagujú so sprievodným spoločníkom - výmenou hmoty, zrýchlením rotácie a prípadným zlúčením.
Ako naznačila Almeida, štúdium tohto binárneho systému a jeho podobných by mohlo vážne pomôcť astronómom pochopiť, ako sa tvoria horúce kompaktné objekty, ako sú bieli trpaslíci. "Binárne systémy ponúkajú priamy spôsob merania hlavného parametra hviezdy, čo je jej hmotnosť," uviedol. "Preto sú binárne systémy rozhodujúce pre naše pochopenie životného cyklu hviezd."
Až v posledných rokoch boli objavené biele hviezdy trpaslíka s nízkou hmotnosťou. Ďalšou vzácnosťou je nájdenie binárnych systémov, v ktorých žijú spoločne s hnedými trpaslíkmi - v podstate zlyhanými hviezdami. S každým novým objavom sa však rozširujú možnosti študovať škálu možností v našom vesmíre.
