Das Verdunkeln von binären Sternensystemen ist in unserem Universum relativ häufig. Für den zufälligen Betrachter sehen diese Systeme wie ein einzelner Stern aus, bestehen jedoch tatsächlich aus zwei Sternen, die eng zusammenlaufen. Die Untersuchung dieser Systeme bietet Astronomen die Möglichkeit, die grundlegenden Eigenschaften (d. H. Die Massen und Radien) dieser Systeme bzw. Sternkomponenten direkt zu messen.
Kürzlich beobachtete ein Team brasilianischer Astronomen einen seltenen Anblick in der Milchstraße - eine verdunkelnde Binärdatei, die aus einem weißen Zwerg und einem braunen Zwerg mit geringer Masse besteht. Noch ungewöhnlicher war die Tatsache, dass der Lebenszyklus des Weißen Zwergs von seinem braunen Zwergbegleiter vorzeitig verkürzt worden zu sein schien, was seinen frühen Tod verursachte, indem er langsam Material absaugte und es „verhungerte“.
Die Studie mit dem Titel „HS 2231 + 2441: Ein HW-Vir-System, das aus einem massearmen weißen Zwerg und einem braunen Zwerg besteht“, in dem ihre Ergebnisse detailliert beschrieben wurden, wurde kürzlich veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Das Team wurde von Leonardo Andrade de Almeida, einem Postdoktoranden des Instituts für Astronomie, Geophysik und Atmosphärenwissenschaften (IAG-USP) der Universität São Paolo, sowie Mitgliedern des Nationalen Instituts für Weltraumforschung (MCTIC) und der Universität geleitet Staatliche Universität von Feira de Santana.
Für ihre Studie führte das Team zwischen 2005 und 2013 Beobachtungen eines Doppelsternsystems mit dem Pico dos Dias Observatorium in Brasilien durch. Diese Daten wurden dann mit Informationen des William-Herschel-Teleskops kombiniert, das sich im Observatorio del Roque de los Muchachos auf der Insel La Palma befindet. Dieses System, bekannt als HS 2231 + 2441, besteht aus einem weißen Zwergstern und einem braunen Zwergbegleiter.
Weiße Zwerge, die das Endstadium von Sternen mittlerer oder geringer Masse darstellen, bleiben im Wesentlichen übrig, nachdem ein Stern seinen Wasserstoff- und Heliumbrennstoff erschöpft und seine äußeren Schichten abgeblasen hat. Ein Brauner Zwerg hingegen ist ein substellares Objekt mit einer Masse, die es zwischen die eines Sterns und eines Planeten legt. Ein binäres System zu finden, das aus beiden Objekten zusammen im selben System besteht, sehen Astronomen nicht jeden Tag.
Leonardo Andrade de Almeida erklärte in einer FAPESP-Pressemitteilung: „Diese Art von Binärdateien mit geringer Masse ist relativ selten. Bisher wurden nur wenige Dutzend beobachtet. “
Dieses spezielle binäre Paar besteht aus einem weißen Zwerg, der zwischen zwanzig und dreißig Prozent der Sonnenmasse beträgt - 28.500 K (28.227 ° C; 50.840 ° F) -, während der braune Zwerg ungefähr 34-36-mal so groß ist wie der Jupiter. Dies macht HS 2231 + 2441 zum am wenigsten massiven Finsternis-Binärsystem, das bisher untersucht wurde.
In der Vergangenheit war der Primärstern (der Weiße Zwerg) ein normaler Stern, der sich schneller entwickelte als sein Begleiter, da er massereicher war. Sobald es seinen Wasserstoffbrennstoff erschöpft hatte, bildete es einen heliumverbrennenden Kern. Zu diesem Zeitpunkt war der Stern auf dem Weg, ein roter Riese zu werden. Dies geschieht, wenn sonnenähnliche Sterne ihre Hauptsequenzphase verlassen. Dies wäre durch eine massive Ausdehnung mit einem Durchmesser von mehr als 150 Millionen km (93,2 Millionen Meilen) gekennzeichnet gewesen.
Zu diesem Zeitpunkt kamen Almeida und seine Kollegen zu dem Schluss, dass es anfing, gravitativ mit seinem Sekundärteil (dem Braunen Zwerg) zu interagieren. In der Zwischenzeit wurde der Braune Zwerg von der Atmosphäre des Primärteils (d. H. Seiner Hülle) angezogen und verschlungen, wodurch er seinen Drehimpuls verlor. Schließlich überstieg die starke Anziehungskraft die Gravitationskraft und hielt die Hülle an ihrem Stern verankert.
Sobald dies geschah, wurden die äußeren Schichten des Primärsterns entfernt, wodurch sein Heliumkern freigelegt und riesige Mengen an Materie an den Braunen Zwerg geschickt wurden. Aufgrund dieses Massenverlustes starb der Überrest effektiv und wurde ein weißer Zwerg. Der Braune Zwerg begann dann mit einer kurzen Umlaufzeit von nur drei Stunden, seinen weißen Zwerg zu umkreisen. Wie Almeida erklärte:
„Diese Übertragung der Masse vom massereicheren Stern, dem primären Objekt, auf seinen Begleiter, der das sekundäre Objekt ist, war äußerst gewalttätig und instabil und dauerte nur kurze Zeit… Das sekundäre Objekt, das jetzt ein brauner Zwerg ist, muss Ich habe auch etwas Materie erworben, als es seinen Umschlag mit dem primären Objekt teilte, aber nicht genug, um ein neuer Stern zu werden. “
Diese Situation ähnelt der, die Astronomen im vergangenen Sommer bei der Untersuchung des als WD 1202-024 bekannten binären Sternensystems festgestellt haben. Auch hier wurde ein brauner Zwergbegleiter entdeckt, der eine weiße Zwergprimärlinie umkreist. Darüber hinaus gab das für die Entdeckung verantwortliche Team an, dass der Braune Zwerg wahrscheinlich näher an den Weißen Zwerg herangezogen wurde, als er in die Phase des Red Giant Branch (RGB) eintrat.
Zu diesem Zeitpunkt entfernte der Braune Zwerg die Primäratmosphäre und legte den Restkern des Weißen Zwergs frei. In ähnlicher Weise verursachte die Wechselwirkung des Primären mit einem braunen Zwergbegleiter einen vorzeitigen Sterntod. Die Tatsache, dass zwei solcher Entdeckungen innerhalb kurzer Zeit stattgefunden haben, ist ein Zufall. In Anbetracht des Alters des Universums (das ungefähr 13,8 Milliarden Jahre alt ist) können tote Objekte nur in binären Systemen gebildet werden.
Allein in der Milchstraße existieren etwa 50% der Sterne mit geringer Masse als Teil eines binären Systems, während Sterne mit hoher Masse fast ausschließlich in binären Paaren existieren. In diesen Fällen interagieren ungefähr drei Viertel auf irgendeine Weise mit einem Begleiter - sie tauschen Masse aus, beschleunigen ihre Rotationen und verschmelzen schließlich.
Wie Almeida angedeutet hat, könnte das Studium dieses Binärsystems und ähnlicher Systeme den Astronomen ernsthaft helfen, zu verstehen, wie heiße, kompakte Objekte wie weiße Zwerge gebildet werden. "Binäre Systeme bieten eine direkte Möglichkeit, den Hauptparameter eines Sterns zu messen, nämlich seine Masse", sagte er. "Deshalb sind binäre Systeme für unser Verständnis des Lebenszyklus von Sternen von entscheidender Bedeutung."
Erst in den letzten Jahren wurden massearme weiße Zwergsterne entdeckt. Eine weitere Seltenheit ist es, binäre Systeme zu finden, in denen sie mit Braunen Zwergen koexistieren - im Wesentlichen gescheiterte Sterne. Aber mit jeder neuen Entdeckung erhöhen sich die Möglichkeiten, die Möglichkeiten in unserem Universum zu untersuchen.
