Επιτέλους ανακαλύφθηκε άστρο κανίβαλος

Πηγή: Cosmos Magazine, 8 Δεκεμβρίου 2006

Ένα δυαδικό σύστημα άστρων που το ένα τροφοδοτείται με υλικό από το δεύτερο - που ενώ προβλεπόταν από τη θεωρία ποτέ δεν το είχαμε δει - τελικά βρέθηκε, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science.

25 χρόνια χρόνια αφότου προβλέφθηκε η παρουσία καφέ νάνων σε δυαδικά αστρικά συστήματα, τελικά βρετανοί ερευνητές βρήκαν ένα σύστημα όπου η μάζα του ενός άστρου προσαυξάνεται ρουφώντας αέριο από το άλλο άστρο

"Αυτά τα συστήματα έμοιαζαν σαν να μην υπήρχαν ή να ήταν πάρα πολύ δύσκολο να βρεθούν με τα τρέχοντα τηλεσκόπια",  λέει ο επικεφαλής συντάκτης της έρευνας Stuart Littlefair από το πανεπιστήμιο του Σέφιλντ στην Αγγλία. "Τα αποτελέσματά μας παρουσιάζουν, τελικά, ότι υπάρχουν αυτά τα συστήματα."

Τα δυαδικά αστέρια είναι συστήματα όπου δύο αστέρια είναι σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο. Μια 25-χρονη θεωρητική πρόβλεψη έλεγε ότι το 70% μιας κατηγορίας συστημάτων δυαδικών άστρων πρέπει να περιέχουν έναν καφέ νάνο, ένα αμυδρό τύπο άστρου και πάρα πολύ μικρού για να υποστηρίξει πυρηνική σύντηξη.

Αλλά σύμφωνα με τη μελέτη, κανένα από τα περίπου 1.600 τέτοια συστήματα, που ονομάζονται προσαυξανόμενα δυαδικά, που βρέθηκαν μέχρι τώρα από τους αστρονόμους δεν ήταν αποδεδειγμένο σίγουρα πως περιέχουν το μικρότερο από όλους τους τύπους άστρο.

"Η ανακάλυψη του καφέ νάνου είναι σημαντική επειδή δεν μπορούσαμε να τους παρατηρήσουμε στα προσαυξανόμενα δυαδικά συστήματα, παρόλο την θεωρητική πρόβλεψη τους", αναφέρει ο Littlefair.

Το σύστημα που περιέχει τον καφέ νάνο λέγεται "κατακλυσμική μεταβλητή". Οι κατακλυσμικές μεταβλητές αποτελούνται από έναν λευκό νάνο και ένα συνοδό άστρο που στρέφεται το ένα γύρω από το άλλο σε λιγότερο από μια ημέρα.

Οι λευκοί νάνοι είναι το κατάλοιπο ενός άστρου με μάζα σαν του ήλιου μας περίπου, που του έχουν τελειώσει τα καύσιμα του, έχει πεθάνει και έχει καταρρεύσει. Στο τέλος γίνεται εξαιρετικά πυκνό - μια μάζα στο μέγεθος του ήλιου μας σε έναν όγκο ίσο με αυτό της γης.

Σε ένα κατακλυσμικό μεταβλητό σύστημα, το άστρο - συνοδός που στρέφεται γύρω από το λευκό νάνο διαστρεβλώνεται από τη βαρύτητα του λευκού νάνου. Υλικό από αυτό το συνοδευτικό αστέρι ρουφιέται από το λευκό νάνο, κάνοντας μια σπειροειδή κίνηση πριν πέσει πάνω του.  Έτσι θερμαίνεται τόσο πολύ που σχηματίζει έναν φωτεινό "δίσκο προσαύξησης".

Καθώς το συνοδευτικό αστέρι χάνει μάζα προς το λευκό νάνο, αδυνατίζει και εξασθενίζει, γίνεται δηλαδή ένας καφέ νάνος. Οι καφέ νάνοι είναι σώματα που μένουν με πάρα πολύ λίγη μάζα για να υποστηρίξουν την πυρηνική σύντηξη του υδρογόνου, και έχουν μια μάζα ανάμεσα σε αυτή των γιγαντιαίων πλανητών και των μικρότερων αστεριών.

Και όπως ο καφέ νάνος χάνει μάζα, η βαρύτητά του αποδυναμώνεται και έτσι διαστέλλεται, ενώ ακολούθως το μήκος της τροχιάς του αυξάνεται.

Με αυτήν την θεωρία, τα κατακλυσμικά μεταβλητά συστήματα με μια τροχιά μεγάλης περιόδου πρέπει να έχουν έναν καφέ νάνο ως αστέρι συνοδό, και προβλέπεται ότι το 70% των κατακλυσμικών μεταβλητών θα πρέπει να έχουν εξελίξει αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισμα.

Αλλά η ανακάλυψη του αμυδρού καφέ νάνου είναι δύσκολη. "Ο καφέ νάνος είναι πάρα πολύ εξασθενημένος για να τον δούμε άμεσα", τονίζει ο Littlefair, επειδή το αμυδρό αστέρι χάνεται μπροστά στο σχετικά φωτεινό λευκό νάνο και στον δίσκο προσαύξησης.

Χρησιμοποιήθηκαν για την έρευνα εικόνες από την Ψηφιακή Έρευνα Ουρανού Sloan (SDSS) δεδομένου ότι σε αυτή μπόρεσαν να ανιχνεύσουν πολύ πιο εξασθενημένα αντικείμενα, που στις προηγούμενες έρευνες δεν μπορούσαν, σύμφωνα με τη μελέτη. Επιπλέον οι ερευνητές πήραν εικόνες με τηλεσκόπια του δυαδικού συστήματος, που ονομάστηκε SDSS 1035, καθώς ο λευκός νάνος πέρασε πίσω από τον καφέ νάνο.

Κι ενώ ήταν ακόμα δύσκολο να δούμε τον καφέ νάνο άμεσα, η παρουσία του καθορίστηκε μετρώντας τη μάζα και την ακτίνα από την αλλαγή του φωτός από το λευκό νάνο, είπαν οι ερευνητές.

"Χωρίς την χρησιμοποίηση αυτής της τεχνικής δεν θα ξέραμε ποτέ ότι το SDSS 1035 περιέχει έναν καφέ νάνο", συμπληρώνει ο Littlefair. "Αυτή η έρευνα δείχνει ότι μπορούμε πραγματικά να βρούμε και να μελετήσουμε αυτά τα αντικείμενα, που ενδεχομένως θα μας επιτρέψουν να μάθουμε πολύ για τους καφέ νάνους στο μέλλον."