Astronomii au descoperit o pereche de stele cu cea mai scurtă orbită descoperită până acum

Astronomii au descoperit o pereche de stele cu o orbită atât de scurtă încât par să orbiteze una pe alta în doar 51 de minute.

Sistemul pare să fie unul dintr-o clasă rară de binare cunoscută sub numele de „variabilă catastrofală”, în care o stea similară cu Soarele nostru orbitează strâns în jurul unei pitici albe – miezul fierbinte și dens al unei stele care arde.

Varianta cataclismică apare atunci când, peste miliarde de ani, cele două stele se apropie, determinând pitica albă să înceapă să se acumuleze sau să mănânce material departe de steaua parteneră.

Acest proces poate produce fulgere masive, variabile, despre care astronomii au presupus că, cu secole în urmă, au fost rezultatul unui cataclism necunoscut.

Sistemul „catastrofal”, situat la aproximativ 3.000 de ani-lumină de Pământ în constelația Hercules, are cea mai scurtă orbită de acest gen descoperită până acum.

A fost descoperit de astronomii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts și numit ZTF J1813 + 4251.

Spre deosebire de alte sisteme observate în trecut, experții au descoperit această variabilă cataclismică pe măsură ce stelele s-au estompat de mai multe ori, permițând echipei să măsoare cu precizie proprietățile fiecărei stele.

Apoi au efectuat simulări ale ceea ce probabil face sistemul astăzi și cum ar trebui să evolueze în următoarele sute de milioane de ani.

Acest lucru i-a determinat pe cercetători să teoretizeze că stelele sunt în prezent în tranziție și că steaua asemănătoare soarelui se rotește și donează o mare parte din învelișul său de hidrogen piticii albe nesățioase.

De-a lungul timpului, spun astronomii, steaua asemănătoare soarelui va fi în cele din urmă redusă la un nucleu dens, bogat în heliu.

În alte 70 de milioane de ani, stelele vor migra apoi mai aproape unele de altele, cu o orbită extrem de scurtă de doar 18 minute, înainte de a începe să se extindă și să se îndepărteze.

Cu zeci de ani în urmă, cercetătorii de la MIT și din alte părți au prezis că astfel de variabile catastrofale ar trebui să călătorească pe orbite ultrascurte – dar aceasta este prima dată când un astfel de sistem de tranziție a fost observat direct.

„Acesta este un caz rar în care am descoperit unul dintre aceste sisteme în timpul tranziției de la hidrogen la acumularea de heliu”, a spus Kevin Burdge, de la Departamentul de Fizică al MIT.

Oamenii se așteptau ca aceste obiecte să călătorească pe orbite ultrascurte și s-a dezbătut mult timp dacă ar putea deveni suficient de scurte pentru a emite unde gravitaționale detectabile. Această descoperire ușurează asta.

Burdge și colegii săi au descoperit noul sistem într-un catalog extins de stele, reperat de Zwicky Transient Facility (ZTF), un sondaj care folosește o cameră atașată la un telescop de la Observatorul Palomar din California pentru a captura imagini de înaltă rezoluție ale zonelor mari ale cer.

Sondajul a luat peste 1.000 de imagini ale fiecărei stele de pe mai mult de un miliard de stele de pe cer, înregistrând luminozitatea variabilă a fiecărei stele de-a lungul zilelor, lunilor și anilor.

Burdge a pieptănat catalogul, căutând semne de sisteme cu orbite ultrascurte, a căror dinamică poate fi atât de intensă încât trebuie să elibereze rafale dramatice de lumină și să emită unde gravitaționale.

Acestea par să clipească frecvent, cu o perioadă mai mică de o oră – o frecvență care se referă de obicei la un sistem de cel puțin două obiecte care orbitează unul pe celălalt, unde unul se intersectează pe celălalt și îi blochează pentru scurt timp lumina.

Descoperirea a fost făcută de Zwicky Transit Facility (ZTF), care operează la Observatorul Palomar al Caltech, cu ajutorul Observatorului WM Keck din Hawaii (foto)

Bridge a folosit un algoritm pentru a elimina mai mult de un miliard de stele, fiecare înregistrată în peste 1.000 de imagini, care au fost identificate în cele din urmă pe ZTF J1813+4251.

„A apărut chestia asta, în care am văzut o eclipsă care are loc la fiecare 51 de minute și am spus, OK, cu siguranță este un binar”, a spus Bridge.

El și colegii săi s-au concentrat asupra sistemului folosind Observatorul WM Keck din Hawaii și Gran Telescopio Canarias din Spania.

Ei au descoperit că primul obiect a fost probabil o pitică albă, cu 1/100 din dimensiunea Soarelui și cu aproximativ jumătate din masa acestuia.

Al doilea era o stea asemănătoare soarelui spre sfârșitul vieții sale, de dimensiunea și masa unei zecimi din soare (aproximativ de mărimea lui Jupiter).

Cu toate acestea, există ceva care nu adaugă nimic.

„Această stea este ca soarele, dar soarele nu se poate încadra pe o orbită mai scurtă de opt ore – ce e aici?” spuse Bridge.

El și-a dat seama că ZTF J1813+4251 a fost cel mai probabil o variabilă catastrofală – o descoperire care înseamnă că este cea mai scurtă variabilă catastrofală orbitală descoperită până în prezent.

„Acesta este un sistem special”, a adăugat Bridge. Am fost de două ori norocoși să găsim un sistem care răspunde la o mare întrebare deschisă, una dintre cele mai frumos comportate variabile catastrofale cunoscute.

Descoperirea a fost publicată în jurnal temperare natura.