Astronomii care folosesc telescoapele Gemini Nord și Keck II au aruncat o privire în interiorul unui sistem de stele binare violente pentru a constata că una dintre stelele care interacționează a pierdut atâta masă față de partenerul său, încât a regresat către un corp ciudat, inert, asemănător cu un tip de stea cunoscut.
Incapabilă să susțină fuziunea nucleară în centrul său și sortită să orbiteze cu partenerul său mult mai energic de pitici albi de milioane de ani, steaua moartă este în esență un tip nou, indeterminat de obiect stelar.
„La fel ca linia clasică despre partenerul agresat într-o relație romantică, vedeta donatoare mai mică a dat și a dat și a mai dat câteva până nu a mai rămas nimic de oferit”, spune Steve B. Howell, astronom cu Wisconsin-Indiana-Yale -NOAO (WIYN) telescop și Observatorul Național de Optică Astronomie, Tucson, AZ. „Acum, steaua donatoare a ajuns la un punct mort - este mult prea masivă pentru a fi considerată o super-planetă, compoziția sa nu se potrivește cu piticii bruni cunoscuți și este mult prea mică în masă pentru a fi o stea. Nu există o categorie adevărată pentru un obiect în asemenea limbo. "
Sistemul binar, cunoscut sub numele de EF Eridanus (prescurtat EF Eri), este situat la 300 de ani lumină de Pământ în constelația Eridanus. EF Eri constă dintr-o stea pitică albă slabă cu aproximativ 60% din masa Soarelui și obiectul donator de tip necunoscut, care are o cantitate estimată de numai 1/20 dintr-o masă solară.
Howell și Thomas E. Harrison, de la Universitatea de Stat din New Mexico, au făcut măsurători în infraroșu de înaltă precizie a sistemului de stele binare, folosind capacitățile spectrografice ale Imaginului Aproape de Infraroșu (NIRI) de pe telescopul Gemini Nord și NIRSPEC pe Keck II, atât pe Mauna Kea în decembrie. 2002, respectiv septembrie 2003. Observații de sprijin au fost făcute cu telescopul de 2,1 metri la Kitt Peak National Observatory, lângă Tucson, în septembrie 2002.
EF Eri este un tip de sistem de stele binare cunoscut sub numele de variabile cataclismice magnetice. Această clasă de sisteme poate produce multe alte obiecte „moarte” decât au realizat oamenii de știință, spune Harrison, coautor al unei lucrări despre descoperirea care va fi publicată în numărul din 20 octombrie al Jurnalului Astrofizic. „Aceste tipuri de sisteme nu sunt în general contabilizate în cifrele obișnuite de recensământ ale sistemelor stelare dintr-o galaxie tipică”, spune Harrison. „Cu siguranță ar trebui să fie considerați mai atent.”
Piticul alb din EF Eri este o rămășiță comprimată și arsă a unei stele de tip solar care acum are aproximativ același diametru ca Pământul, deși emite încă cantități copioase de lumină vizibilă. Howell și Harrison au observat EF Eri în infraroșu, deoarece lumina infraroșie din pereche este dominată în mod natural de căldură și emisii mai lungi de undă de la obiectul secundar.
Lucrările de detectiv științific pentru a deduce componentele acestui sistem binar au fost complicate foarte mult de radiația ciclotronă emisă de electroni liberi în spirală în josul liniilor puternice ale câmpului magnetic al piticului alb. Câmpul magnetic al piticului alb este de aproximativ 14 milioane de ori mai puternic decât cel al Soarelui. Radiația ciclotronului rezultat este emisă în principal în partea infraroșu a spectrului.
„În spectroscopia noastră inițială a EF Eri, am observat că unele părți ale luminii continue a infraroșului au devenit de aproximativ 2-3 ori mai strălucitoare pentru o perioadă de timp, apoi au plecat. Această strălucire a repetat fiecare orbită și, astfel, a trebuit să aibă o origine în cadrul binarului ”, explică Howell. „Am crezut pentru prima dată că schimbarea luminozității a rezultat din diferența dintre o parte încălzită și o parte mai răcoroasă a obiectului donator, dar observații suplimentare cu Gemeni și Keck au indicat în schimb radiații ciclotronice. Această „componentă” infraroșu suplimentară „vedem” în fazele care apar atunci când radiația este atrasă în direcția noastră și nu o vedem când indicatorul de lumină indică în alte direcții. ”
Perioada orbitală de 81 de minute a celor două obiecte a fost probabil de patru sau cinci ore când procesul de transfer de masă a început în urmă cu aproximativ cinci miliarde de ani. Inițial, obiectul secundar poate fi de asemenea similar ca dimensiune cu Soarele, cu 50-100 la sută din masa solară.
„Când începe acest proces interactiv de transfer de masă de la stea secundară la pitica albă și de ce s-a oprit, ambele rămân necunoscute pentru noi”, spune Howell. În timpul acestui proces, au fost foarte probabile izbucniri repetate și explozii noi. De asemenea, fizica procesului a făcut ca cele două obiecte să se spire mai aproape unul de celălalt. Astăzi, cele două obiecte se orbitează reciproc cam la aceeași separare ca distanța de la Pământ la Lună. Obiectul donator a regresat pe un corp cu un diametru aproximativ egal cu planeta Jupiter.
Howell spune că puterea de observare combinată a telescoapelor Gemini de 8 metri și Keck de 10 metri și oglinzile lor principale, esențiale pentru această cercetare, spune Howell, arată clar că nici caracteristicile spectrale ale donatorului și nici compoziția sa nu se potrivesc cu niciun tip cunoscut de pitic sau planetă brună.
Universitatea Derek Homeier din Georgia a creat o serie de modele de computer care încearcă să reproducă condițiile la EF Eri, dar chiar și cele mai bune dintre acestea nu se potrivesc perfect.
Forma spectrelor indică un obiect foarte răcoros (aproximativ 1.700 grade Kelvin, echivalent cu un pitic brun rece), cu toate acestea nu au aceeași formă detaliată sau caracteristici cheie ale spectrelor pitice brune. Cele mai cool stele normale (stele de masă foarte scăzută de tip M) sunt de aproximativ 2.500 de grade K, iar Jupiter este de 124 de grade K. Se estimează exoplanetele „Jupiter fierbinte”, detectate indirect de alți astronomi folosind efectul lor gravitațional asupra stelelor părinte. să fie de 1.000-1.600 grade K.
Există mici șanse ca sistemul Eri EF să fi putut fi format inițial din progenitorul stelei pitice albe din ziua de azi și un fel de „super-planetă” care a supraviețuit evoluției piticului alb pentru a rezulta în sistemul observat acum, dar acest lucru este considerat puțin probabil.
"Există aproximativ 15 alte sisteme binare cunoscute, care pot fi similare cu EF Eri, dar niciunul nu a fost studiat suficient pentru a spune", spune Howell. „Lucrăm la unele dintre ele chiar acum și încercăm să ne îmbunătățim modelele pentru a se potrivi mai bine cu spectrul infraroșu.”
Coautorii acestei lucrări despre EF Eri sunt Paula Szkody de la Universitatea Washington din Seattle, și Joni Johnson și Heather Osborne din statul New Mexico.
Telescopul WIYN de 3,5 metri este situat la Kitt Peak National Observatory, la 55 de mile sud-vest de Tucson, AZ. Kitt Peak National Observatory face parte din National Optical Astronomy Observatory, care este operat de Asociația Universităților pentru Cercetare în Astronomie (AURA), Inc., în baza unui acord de cooperare cu Fundația Națională de Știință (NSF).
Agențiile naționale de cercetare care formează parteneriatul Observator Gemeni includ: Fundația Națională de Știință a SUA (NSF), Consiliul de Cercetare pentru Fizică și Astronomie a Particulelor din Marea Britanie (PPARC), Consiliul Național de Cercetare al Canadei (CNR), Comisia Națională din Chile Cientifica și Tecnolică (CONICYT), Consiliul australian de cercetare (ARC), Consiliul național de investigații argentinien Cientic și științific (CONICET) și Conselho brazilian Nacional de dezvoltare Cient? fico și Tecnol? gico ( CNPq). Observatorul este administrat de AURA în baza unui acord de cooperare cu FSN.
W.M. Observatorul Keck este operat de Asociația California pentru Cercetări în Astronomie (CARA), un parteneriat științific al Institutului de Tehnologie din California, Universității din California și Administrației Naționale de Aeronautică și Spațiu.
Sursa originală: Comunicat de presă Gemeni
