Zatmění binárních hvězdných systémů je v našem vesmíru poměrně běžné. Pro příležitostného pozorovatele vypadají tyto systémy jako jediná hvězda, ale jsou ve skutečnosti složeny ze dvou hvězd obíhajících těsně vedle sebe. Studium těchto systémů nabízí astronomům příležitost přímo měřit základní vlastnosti (tj. Hmotnosti a poloměry) těchto systémů, respektive hvězdné komponenty.
Nedávno tým brazilských astronomů pozoroval v Mléčné dráze vzácný pohled - zatmění binární skládající se z bílého trpaslíka a nízkohmotného hnědého trpaslíka. Ještě neobvyklejší byla skutečnost, že životní cyklus bílého trpaslíka vypadal, že byl předčasně zkrácen jeho hnědým trpaslíkem, který způsobil jeho časnou smrt pomalým sifonováním materiálu a „hladovením“ k smrti.
Studie, která podrobně popsala jejich zjištění, nazvaná „HS 2231 + 2441: systém HW Vir složený z bílého trpaslíka s nízkou hmotností a hnědého trpaslíka“, byla nedávno zveřejněna Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. Tým vedl Leonardo Andrade de Almeida, postdoktorand z Institutu astronomie, geofyziky a atmosféry University of São Paolo (IAG-USP), spolu s členy Národního institutu pro výzkum vesmíru (MCTIC) a Státní univerzita Feira de Santana.
Pro účely studie provedl tým v letech 2005 až 2013 pozorování binárního hvězdného systému pomocí observatoře Pico dos Dias v Brazílii. Tato data byla poté kombinována s informacemi z dalekohledu Williama Herschela, který se nachází v Observatorio del Roque de los Muchachos na ostrově La Palma. Tento systém, známý jako HS 2231 + 2441, sestává z bílé trpasličí hvězdy a hnědé trpasličí společnice.
Bílí trpaslíci, kteří jsou poslední fází hvězd střední nebo nízké hmotnosti, jsou v podstatě to, co zbývá poté, co hvězda vyčerpá své vodík a palivo helia a odfoukne své vnější vrstvy. Na druhé straně hnědý trpaslík je subelulární objekt, který má hmotu, která jej umisťuje mezi hmotu hvězdy a planety. Najít binární systém skládající se z obou objektů společně ve stejném systému je něco, co astronomové nevidí každý den.
Jak Leonardo Andrade de Almeida vysvětlil v tiskové zprávě FAPESP: „Tento typ binárního souboru s nízkou hmotností je relativně vzácný. Dosud bylo pozorováno jen několik desítek. “
Tento konkrétní binární pár se skládá z bílého trpaslíka, který je mezi dvaceti až třiceti procenty hmotnosti Slunce - 28 500 K (28 227 ° C; 50 840 ° F) - zatímco hnědý trpaslík je zhruba 34-36krát větší než u Jupiteru. Díky tomu je HS 2231 + 2441 dosud nejmenším zatměním binárního systému, který byl dosud studován.
V minulosti byla primární (bílý trpaslík) normální hvězdou, která se vyvinula rychleji než její společník, protože byla hmotnější. Jakmile vyčerpal své vodíkové palivo, vytvořil jádro spalující helium. V tomto okamžiku byla hvězda na cestě k tomu, aby se stala červeným obrem, což se stane, když hvězdy podobné Slunci opouští hlavní sekvenční fázi. To by bylo charakterizováno masivním rozšířením, jehož průměr přesáhl 150 milionů km (93,2 milionu mi).
V tomto okamžiku Almeida a jeho kolegové došli k závěru, že začala gravitačním způsobem interagovat s jeho sekundárním (hnědým trpaslíkem). Mezitím se hnědý trpaslík začal přitahovat a pohlcovat atmosférou primárního vzduchu (tj. Jeho obálkou), což způsobilo, že ztratil orbitální moment hybnosti. Nakonec silná přitažlivá síla překročila gravitační sílu, která udržovala obálku ukotvenou ke své hvězdě.
Jakmile se to stalo, vnější vrstvy primární hvězdy začaly být svléknuty pryč, odkryly jádro helia a posílaly obrovské množství hmoty hnědému trpaslíkovi. Kvůli této ztrátě hmoty ostatek skutečně zemřel a stal se z něj bílý trpaslík. Hnědý trpaslík pak začal obíhat kolem svého primárního bílého trpaslíka krátkou orbitální periodou pouhých tří hodin. Jak Almeida vysvětlil:
"Tento přenos hmoty z hmotnější hvězdy, primárního objektu, na jeho společníka, který je sekundárním objektem, byl nesmírně násilný a nestabilní a trval to krátkou dobu ... Sekundární objekt, který je nyní hnědým trpaslíkem, musí také získali nějakou záležitost, když sdíleli svoji obálku s primárním objektem, ale ne natolik, aby se stali novou hvězdou. “
Tato situace je podobná tomu, co si astronomové všimli letos v létě při studiu binárního hvězdného systému známého jako WD 1202-024. I zde byl objeven společník hnědého trpaslíka obíhající kolem primárního trpaslíka. Tým odpovědný za objev navíc naznačil, že hnědý trpaslík byl pravděpodobně ve chvíli, kdy vstoupil do fáze RGB (Red Giant Branch), pravděpodobně blíže k bílému trpaslíkovi.
V tomto okamžiku hnědý trpaslík odstranil primární část své atmosféry a odhalil zbytek zbytku bílého trpaslíka. Podobně interakce primárního se společníkem hnědého trpaslíka způsobila předčasnou hvězdnou smrt. Skutečnost, že k takovýmto objevům došlo během krátké doby, je docela náhodná. Vzhledem k věku vesmíru (který je zhruba 13,8 miliardy let starý) mohou být mrtvé předměty tvořeny pouze v binárních systémech.
Jen v Mléčné dráze existuje asi 50% hvězd s nízkou hmotností jako součást binárního systému, zatímco hvězdy s vysokou hmotností existují téměř výhradně v dvojicích dvojic. V těchto případech budou zhruba tři čtvrtiny nějakým způsobem interagovat s doprovodem - výměna hmoty, zrychlení jejich rotace a nakonec sloučení.
Jak naznačila Almeida, studium tohoto binárního systému a podobných lidí by mohlo vážně pomoci astronomům pochopit, jak vznikají horké kompaktní objekty, jako jsou bílí trpaslíci. "Binární systémy nabízejí přímý způsob měření hlavního parametru hvězdy, což je její hmotnost," řekl. "Proto jsou binární systémy klíčové pro naše pochopení životního cyklu hvězd."
Teprve v posledních letech byly objeveny bílé masové hvězdy nízké hmotnosti. Nalezení binárních systémů tam, kde koexistují s hnědými trpaslíky - v podstatě selhávajícími hvězdami - je další raritou. S každým novým objevem však rostou možnosti studovat rozsah možností v našem vesmíru.
