A homályos bináris csillagrendszerek viszonylag általánosak az univerzumban. A hétköznapi megfigyelő számára ezek a rendszerek úgy néznek ki, mint egy csillag, de valójában két csillagból állnak, amelyek egymással szorosan keringnek. Ezeknek a rendszereknek a tanulmányozása lehetőséget ad a csillagászoknak arra, hogy közvetlenül megmérjék a rendszerek csillagkomponenseinek alapvető tulajdonságait (azaz tömegeket és sugaraikat).
A közelmúltban egy brazil csillagászok egy ritka látványt észleltek a Tejútban - egy elsötétülő bináris anyagot, amely egy fehér törpéből és egy kis tömegű barna törpéből áll. Még szokatlanabb az a tény, hogy a fehér törpe életciklusát a barna törpe társa idő előtt rövid időre lerövidítette, ami korai halálát az anyag lassú elválasztása és halálához „éhezte” miatt okozta.
Az eredményeket részletező, „HS 2231 + 2441: egy HW Vir rendszer egy kis tömegű fehér törpe és egy barna törpe” nevű tanulmányt nemrégiben tették közzé a A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései. A csoportot Leonardo Andrade de Almeida, a São Paolo Egyetem Csillagászati, Geofizikai és Légköri Tudományok Intézetének (IAG-USP) posztdoktori ösztöndíja vezette, valamint a Nemzeti Űrkutatási Intézet (MCTIC) és a Feira de Santana Állami Egyetem.
Vizsgálataik érdekében a csoport 2005 és 2013 között egy bináris csillagrendszer megfigyelését végezte a brazil Pico dos Dias Obszervatórium segítségével. Ezeket az adatokat egyesítették a William Herschel távcső adataival, amely a La Palma szigetén található Observatorio del Roque de los Muchachosban található. Ez a HS 2231 + 2441 néven ismert rendszer egy fehér törpe csillagból és egy barna törpe társból áll.
A fehér törpék, amelyek a közép- vagy kis tömegű csillagok utolsó fázisa, lényegében azok, amelyek akkor maradnak, amikor egy csillag kimerítette hidrogén- és hélium-üzemanyagot, és kifújta a külső rétegeit. A barna törpe viszont egy olyan csillagok alatt álló tárgy, amelynek tömege a csillag és a bolygó között helyezkedik el. A csillagászok nem látják mindennapi módon egy bináris rendszert, amely mindkét objektumot tartalmazza ugyanabban a rendszerben.
Ahogyan Leonardo Andrade de Almeida egy FAPESP sajtóközleményben kifejtette: „Ez a kis tömegű bináris fájl típusa viszonylag ritka. Eddig csak néhány tucatot figyeltünk meg. ”
Ez a különleges bináris pár egy fehér törpéből áll, amely a Nap tömegének húsz és harminc százaléka között van - 28 500 K (28 227 ° C; 50 840 ° F) -, míg a barna törpe durván 34-36-szorosa a Jupiternek. Ez teszi a HS 2231 + 2441-et a legkevésbé masszív, elsötétítő bináris rendszerré, amelyet eddig vizsgáltak.
A múltban az elsődleges (a fehér törpe) egy normál csillag volt, amely gyorsabban fejlődött ki, mint társa, mivel tömegebb volt. Amint kimerítette hidrogén-üzemanyagot, héliumégető magot képezett. Ezen a ponton a csillag úton volt, hogy vörös óriássá váljon, és ez történik, amikor a Napszerű csillagok kilépnek a fő szekvencia fázisukból. Ezt egy hatalmas kiterjedés jellemezte volna, átmérője meghaladta a 150 millió km-t (93,2 millió mi).
Ezen a ponton Almeida és kollégái arra a következtetésre jutottak, hogy gravitációs interakcióba kezdett a másodlagosval (a barna törpe). Eközben a barna törpe vonzódott és elnyelte az elsődleges légkör (azaz annak burkolója), ami miatt elkerülte az orbitális szögimpulzust. Végül a vonzóerő erő meghaladta a gravitációs erőt, miközben a borítékot a csillagához rögzítette.
Miután ez megtörtént, az elsődleges csillag külső rétegeit elkezdték eltávolítani, kitéve annak héliummagját, és hatalmas mennyiségű anyagot küldve a barna törpenek. A tömegveszteség miatt a maradék gyakorlatilag meghalt, és fehér törpévé vált. A barna törpe ezután elsődlegesen körülbelül három órás keringési periódusával kezdte meg keringni a fehér törpét. Amint Almeida kifejtette:
„Ez a tömeg a tömeges csillagtól, az elsődleges tárgytól a társához, amely a másodlagos tárgy, ez a transzfer rendkívül erőszakos és instabil volt, és rövid ideig tartott. A másodlagos tárgynak, amely ma barna törpe, akkor is megszerezték a dolgot, amikor megosztották a borítékot az elsődleges objektummal, de nem elég ahhoz, hogy új csillag legyen. ”
Ez a helyzet hasonló ahhoz, amit a csillagászok észrevettek a múlt nyáron, miközben a WD 1202-024 néven ismert bináris csillagrendszert tanulmányozták. Itt is felfedezték egy barna törpe társat, aki egy fehér törpe elsődleges körüli körüli körüli körüli körüli körbejár. Sőt, a felfedezésért felelős csapat jelezte, hogy a barna törpe valószínűleg közelebb került a fehér törphez, miután belépett a Red Giant Branch (RGB) fázisba.
Ezen a ponton a barna törpe eltávolította a légkör elsődleges részét, és felfedi a fehér törpe maradék magját. Hasonlóképpen, a primer és a barna törpe társa kölcsönhatása korai csillaghalált okozott. Az a tény, hogy két ilyen felfedezés történt rövid időn belül, nagyon véletlen. Figyelembe véve az Univerzum életkorát (amely körülbelül 13,8 milliárd éves), a halott tárgyak csak bináris rendszerekben képezhetők.
Egyedül a Tejútban az alacsony tömegű csillagok kb. 50% -a létezik egy bináris rendszer részeként, míg a nagy tömegű csillagok szinte kizárólag bináris párokban léteznek. Ezekben az esetekben nagyjából háromnegyedek valamilyen módon kölcsönhatásba lépnek egy társal - cserélnek tömeget, felgyorsítják forgásaikat és végül összeolvadnak.
Amint Almeida rámutatott, ennek a bináris rendszernek a tanulmányozása és az ehhez hasonló emberek komoly segítséget nyújthatnak a csillagászoknak annak megértésében, hogy meleg, kompakt tárgyak, például fehér törpék képződnek. "A bináris rendszerek közvetlen módot kínálnak egy csillag fő paraméterének, azaz annak tömegének mérésére" - mondta. "Ezért a bináris rendszerek kulcsfontosságúak a csillagok életciklusának megértésében."
Csak az utóbbi években fedezték fel a kis tömegű fehér törpe csillagokat. További ritka az, hogy olyan bináris rendszereket találnak, amelyekben együtt élnek a barna törpék - lényegében a meghibásodott csillagok -. De minden új felfedezéssel növekszik a lehetőségek az univerzumunk lehetőségeinek körének tanulmányozására.
