Pomračeni binarni sustav zvijezda relativno je čest u našem Svemiru. Slučajnom promatraču ovi sustavi izgledaju kao jedna zvijezda, ali su zapravo sastavljeni od dvije zvijezde koje orbitiraju usko zajedno. Proučavanje ovih sustava pruža astronomima mogućnost da izravno izmjere osnovna svojstva (tj. Mase i polumjera) ovih sustava, odnosno pripadajuće zvjezdane komponente.
Nedavno je tim brazilskih astronoma primijetio rijedak prizor na Mliječnom putu - pomračenje binarnog sastava sastavljenog od bijelog patuljka i smeđeg patuljka male mase. Još neobičnije bilo je činjenicu da je životni ciklus bijelog patuljaka prerano prekinuo suputnik smeđeg patuljka, što je uzrokovalo njegovu ranu smrt, polako sipajući materijal i "izgladnjevši" ga do smrti.
Studija koja je detaljno opisala njihova otkrića pod nazivom „HS 2231 + 2441: sustav HW Vir sastavljen od bijelog patuljka male mase i smeđeg patuljka“, nedavno je objavljen u Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva, Tim je vodio Leonardo Andrade de Almeida, postdoktorski suradnik s Instituta za astronomiju, geofiziku i atmosferu znanosti Sveučilišta u Sao Paolu (IAG-USP), zajedno s članovima Nacionalnog instituta za svemirska istraživanja (MCTIC) i Državno sveučilište Feira de Santana.
Za potrebe svoje studije, tim je provodio promatranje binarnog zvjezdanog sustava između 2005. i 2013. pomoću opservatorija Pico dos Dias u Brazilu. Ti su podaci tada kombinirani s podacima iz teleskopa Williama Herschela koji se nalazi u Observatorio del Roque de los Muchachos na otoku La Palma. Ovaj sustav, poznat kao HS 2231 + 2441, sastoji se od zvijezde bijelog patuljaka i smeđeg patuljskog pratioca.
Bijeli patuljci, koji su posljednja faza srednjih ili zvijezda male mase, u osnovi su ono što ostaje nakon što je zvijezda iscrpila gorivo vodika i helija i ispuhala svoje vanjske slojeve. Smeđi patuljak je, s druge strane, podsvjesni objekt koji ima masu koja ga smješta između zvijezde i planeta. Pronalaženje binarnog sustava koji se sastoji od oba objekta zajedno u istom sustavu nešto je što astronomi ne vide svakodnevno.
Kao što je Leonardo Andrade de Almeida objasnio u FAPESP-ovom priopćenju, „Ova je vrsta binarne mase male mase relativno rijetka. Do danas je promatrano svega nekoliko desetaka. "
Ovaj binarni par sastoji se od bijelog patuljka koji je između dvadeset i trideset posto Sunčeve mase - 28.500 K (28.227 ° C; 50.840 ° F), dok je smeđi patuljak otprilike 34-36 puta veći od Jupitera. To čini HS 2231 + 2441 najmanje masivnim pomračenjem binarnog sustava proučavanog do sada.
U prošlosti je primarni (bijeli patuljak) bio normalna zvijezda koja se razvijala brže od pratilaca budući da je bila masovnija. Nakon što je iscrpio vodikovo gorivo, formirana je jezgra koja sagorijeva helij. U ovom trenutku, zvijezda je bila na putu da postane crveni div, što se događa kada zvijezde nalik suncu napuštaju svoju glavnu fazu slijeda. To bi obilježilo veliko širenje, čiji je promjer veći od 150 milijuna km (93,2 milijuna mi).
U ovom su trenutku Almeida i njegovi kolege zaključili da je započela gravitacijski interakciju sa svojim sekundarnim (smeđi patuljak). U međuvremenu, smeđi patuljak je počeo privlačiti i progutati primarna atmosfera (tj. Omotnica), zbog čega je izgubio orbitalni kutni zamah. Na kraju je snažna sila privlačenja premašila gravitacijsku silu držeći omotač usidren prema svojoj zvijezdi.
Kad se to dogodilo, vanjski slojevi primarne zvijezde počeli su se uklanjati, izlažući njezinu jezgru helija i šaljući ogromne količine materije smeđem patulju. Zbog ovog gubitka mase, ostatak je učinkovito umro, postajući bijeli patuljak. Smeđi patuljak je tada počeo orbitirati svojim primarnim bijelim patuljem s kratkim orbitalnim razdobljem od samo tri sata. Kako je objasnila Almeida:
"Ovaj prijenos mase s masivnije zvijezde, primarnog objekta, svom suputniku, koji je sekundarni objekt, bio je izuzetno nasilan i nestabilan i trajao je kratko vrijeme ... Sekundarni objekt, koji je sada smeđi patuljak, mora Također su stekli nešto što je dijelio omotnicu s primarnim predmetom, ali nedovoljno da postane nova zvijezda. "
Ova je situacija slična onoj koju su astronomi primijetili prošlog ljeta dok su proučavali binarni sustav zvijezda poznat kao WD 1202-024. I ovdje je otkriven suprug smeđeg patuljaka koji orbitira oko primarnog bijelog patuljaka. Štoviše, tim odgovoran za otkriće pokazao je da se smeđi patuljak najvjerojatnije približio bijelom patulju nakon što je ušao u fazu crvenog giganta (RGB).
U ovom trenutku, smeđi patuljak oduzeo je dio svoje atmosfere, razotkrivajući ostatak bijelog patuljka. Slično tome, interakcija primarne s smeđim patuljastim suputnikom uzrokovala je prijevremenu zvjezdanu smrt. Činjenica da su se dva takva otkrića dogodila u kratkom vremenskom razdoblju prilično je slučajna. S obzirom na starost svemira (staro je otprilike 13,8 milijardi godina), mrtvi se predmeti mogu formirati samo u binarnim sustavima.
Samo u Mliječnom putu oko 50% zvijezda male mase postoje kao dio binarnog sustava, dok zvijezde velike mase postoje gotovo isključivo u binarnim parovima. U tim će slučajevima otprilike tri četvrtine na neki način djelovati s suputnikom - razmjenom mase, ubrzavanjem rotacije i na kraju spajanjem.
Kao što je Almeida naznačila, proučavanje ovog binarnog sustava i njemu sličnih moglo bi ozbiljno pomoći astronomima da shvate kako se formiraju vrući, kompaktni predmeti poput bijelih patuljaka. "Binarni sustavi nude izravan način mjerenja glavnog parametra zvijezde, a to je njegova masa", rekao je. "Zato su binarni sustavi presudni za naše razumijevanje životnog ciklusa zvijezda."
Tek su posljednjih godina otkrivene zvijezde bijelih patuljaka male mase. Pronalazak binarnih sustava u kojima koegzistiraju sa smeđim patuljcima - u biti neuspjelim zvijezdama - je još jedna rijetkost. Ali sa svakim novim otkrićem povećavaju se mogućnosti za proučavanje raspona mogućnosti u našem Univerzumu.
