Obrazový kredit: CfA
Od svojho objavu v roku 1998 „žmurkajúca hviezda“ s názvom KH 15D zmarila astronómov, ktorí sa snažili vysvetliť svoje dlhotrvajúce (24-dňové) zatmenie. Mnohí predpokladali, že zatmenia boli spôsobené zasahovaním blokov materiálu do protoplanetárneho disku obklopujúceho jednu mladú hviezdu podobnú Slnku.
Pri skúmaní minulosti týchto zatmení a ich zmien v čase astronóm Joshua Winn (Harvard-Smithsonianovo centrum pre astrofyziku) a jeho kolegovia vyvrátili túto hypotézu a vymysleli novú teóriu, ktorá vysvetľuje takmer všetko o systéme.
Zistili, že „žmurkajúca hviezda“ je v skutočnosti dvojhviezdny systém. Niečo v popredí, pravdepodobne prašný disk materiálu obklopujúci binárne, prerušovane blokuje svetlo z jednej alebo obidvoch hviezd, keď sa obežné hviezdy obiehajú. Nakoniec budú obe hviezdy úplne zakryté protiprachovou clonou a systém „žmurkajúcej hviezdy“ zmizne z pohľadu.
"Tieto dve hviezdy hrajú na schovávačku." Druhá hviezda sa krátko pokukovala, ale teraz je úplne zakrytá. Čoskoro sa k nej pripojí prvá hviezda a obe zostanú skryté po celé desaťročia, “hovorí Winn.
Archívy odhaľujú pravdu
Životne dôležité vodítka na pochopenie „žmurkajúcej hviezdy“ sa našli na archívnych fotografiách oblohy z observatória Harvard College Observatory v Massachusetts a Asiago Observatory v Taliansku. Skúmanie Harvardových fotografií ukázalo, že v prvej polovici 20. storočia nedošlo k úplnému zatmeniu, ktoré sa dnes pozoruje. Fotografie z Ázie, ktoré boli urobené v rokoch 1967 až 1982, obsahovali dôkazy o zatmeniach, ale s kľúčovým rozdielom: systém bol jasnejší ako je dnes, a to tak počas zatmení, ako aj mimo nich. Toto mimoriadne svetlo muselo pochádzať z druhej hviezdy, ktorá bola viditeľná v 70. rokoch 20. storočia, ale dnes je úplne skrytá.
Tento pohľad bol kľúčom k odomknutiu tajomstva KH 15D. Pred rokom 1960 nebola zatmená ani jedna hviezda. Potom sa do popredia vrhla opona prachu pri pohľade zo Zeme, ktorá blokovala časť obežnej dráhy jednej z hviezd. V priebehu sedemdesiatych rokov sa táto hviezda zatmila, pretože ju orbitálny pohyb nesie za oponou. V roku 1998 sa opona posunula natoľko, aby úplne zakryla jednu z hviezd - a druhá hviezda sa pravidelne stráca z dohľadu, keď ju obežná dráha vezme za oponu. Asi do roku 2012 budú obe hviezdy úplne skryté.
Merania radiálnej rýchlosti, ktoré v súčasnosti vykonáva John Johnson (UC Berkeley), spoluautor tejto štúdie, budú môcť otestovať, či sa viditeľná hviezda pohybuje tam a späť, ťahaná gravitáciou spoločníka s hviezdnou hmotou.
„Dosky Asiago poskytujú veľmi presvedčivé dôkazy, ale merania radiálnej rýchlosti budú klinermi,“ hovorí Johnson.
Nový obrázok KH 15D
Zostavenie pozorovaní KH 15D ako kúskov skladačky odhaľuje dve hviezdy nie staršie ako 10 miliónov rokov. (Naše Slnko je naproti tomu staré 5 miliárd rokov.) Každých 48 dní sa otáčajú okolo seba vo vysoko eliptických obežných dráhach, čo vysvetľuje 48-dňové zatmenie. Ich priemerná vzdialenosť od seba je približne 0,25 astronomických jednotiek (23 miliónov míľ), alebo dve tretiny vzdialenosti od Merkúra k Slnku. Ich excentrické obežné dráhy ich napriek tomu berú čo najbližšie k sebe len za 0,07 AU (6,5 milióna míľ).
„Ako binárne deje, ich obežná dráha nie je neobvyklá,“ hovorí spoluautor Krzysztof Stanek (CfA).
Winn súhlasí a dodáva: „Na tomto systéme je zvláštne, že niečo z týchto hviezd blokuje svetlo - niečo nepriehľadné, s ostrou hranou.“ Identita tejto opony nie je známa, ale obe hviezdy môžu obklopovať okraj prachu.
„Prachové disky sa objavili okolo iných binárnych hviezdnych systémov,“ hovorí Matthew Holman (CfA), spoluautor štúdie. „Predstavujeme si, že disk v tomto systéme je naklonený relatívne k rovine obežnej dráhy týchto dvoch hviezd. To by spôsobilo, že sa disk rozkmitá, ako sa Frisbee občas kvíja vo vzduchu po zlom hode. “
Podľa Holmanových výpočtov môže prach existovať v kruhu vzdialenom 2,6 AU (240 miliónov míľ) od hviezd. Materiál v kruhu sám vytvára jednu úplnú obežnú dráhu asi každé 4 roky, ale kolísanie (alebo „precesia“) kruhu má omnoho dlhšie obdobie asi 1000 rokov. Podobnú teóriu navrhli nezávisle Eugene Chiang a Ruth Murray-Clay z UC Berkeley.
„Počnúc rokom 1960 sa hrana tohto precesného disku začala blokovať naším výhľadom na hviezdy,“ hovorí Holman. „Po ďalšej dekáde bude disk o niečo ďalej a úplne blokuje náš pohľad.“ O nejaký čas potom, v závislosti na tom, aký je prsteň hrubý, sa proces zmení, keď sa hviezdy postupne odkryjú a zatmenia sa zastavia.
Stále zostáva veľa otázok o KH 15D. Aká je napríklad povaha disku? Prečo je naklonená k orbitálnej rovine binárnych súborov? Prečo má takú ostrú hranu? Hmlisté hviezdy KH 15D pravdepodobne budú maturátory s týmito a inými hádankami v nadchádzajúcich rokoch zamieňať.
Tento výskum bude publikovaný v časopise The Astrophysical Journal Letters z 1. marca 2004. Autormi štúdie sú Joshua Winn (CfA), Matthew Holman (CfA), John Johnson (UC Berkeley), Krzysztof Stanek (CfA) a Peter Garnavich (Univerzita Notre Dame).
Harvardovo-Smithsonovské centrum pre astrofyziku so sídlom v Cambridge v štáte Massachusetts je spoločná spolupráca medzi Smithsonovským astrofyzikálnym observatóriom a observatóriom Harvard College. Vedci CfA, rozdelení do šiestich výskumných divízií, študujú pôvod, vývoj a konečný osud vesmíru.
Pôvodný zdroj: CfA News Release
