Αστρονόμοι ανακάλυψαν τέσσερις κρυμμένους λευκούς νάνους που βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη των 65 ετών φωτός από τη Γη, με έναν από αυτούς να αποτελεί τον ένατο κοντινότερο λευκό νάνο στον Ήλιο. Τα αστρικά απομεινάρια ήταν κρυμμένα επί δεκαετίες, καθώς οι λαμπρότεροι ερυθροί νάνοι που τα συνοδεύουν κάλυπταν το φως τους.
Κρυμμένοι από τους λαμπρότερους συντρόφους τους
Κάθε λευκός νάνος περιφέρεται γύρω από έναν ερυθρό νάνο, δημιουργώντας ένα δυαδικό σύστημα αστέρων. Οι ερυθροί νάνοι είναι μεγαλύτεροι και φωτεινότεροι σε ορατό φως, με αποτέλεσμα τα συστήματα αυτά να φαίνονται σαν να περιέχουν μόνο ένα αστέρι όταν παρατηρούνται μέσω συμβατικών τηλεσκοπίων.
Η ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Γουόργουικ και το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόουλντερ δημοσίευσε τα ευρήματά της στο περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
«Οι απομονωμένοι λευκοί νάνοι που βρίσκονται κοντά μας είναι συνήθως εύκολο να εντοπιστούν, αλλά δεν μπορούσαμε να δούμε αυτά τα τέσσερα αστέρια άμεσα σε ορατά μήκη κύματος, επειδή οι ερυθροί νάνοι-σύντροφοί τους έπνιγαν το φως τους», δήλωσε η Δρ. Mairi O'Brien, κύρια συγγραφέας της μελέτης και ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Γουόργουικ. «Είναι μια υπενθύμιση ότι ακόμα και στη δική μας κοσμική γειτονιά, μπορούμε ακόμα να βρούμε εκπλήξεις αν κοιτάξουμε με τον σωστό τρόπο, στα σωστά μήκη κύματος».
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble αποκαλύπτει την αλήθεια
Οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι τα τέσσερα συστήματα παρουσίαζαν μια έντονη ακτινική ταλάντευση, γνωστή ως «radial wobble». Αυτή η κίνηση συμβαίνει όταν ένα αστέρι μετακινείται ελαφρά προς και μακριά από τη Γη, καθώς ένα αόρατο, ογκώδες αντικείμενο το έλκει κατά την περιφορά του. Η ταλάντευση υποδήλωνε ότι κάθε ερυθρός νάνος είχε έναν κρυμμένο σύντροφο.
Για να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη των λευκών νάνων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα από το φασματογράφο υπεριώδους του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Οι λευκοί νάνοι είναι πολύ πιο εύκολο να αναγνωριστούν στο υπεριώδες φως, καθώς εκπέμπουν έντονα σε αυτό το μήκος κύματος. Ωστόσο, οι ερυθροί νάνοι μπορούν να παράγουν ισχυρές εκλάμψεις που μιμούνται το υπεριώδες σήμα ενός λευκού νάνου, περιπλέκοντας την επιβεβαίωση.
Η ομάδα ανέπτυξε εξειδικευμένες μεθόδους βαθμονόμησης για να διαχωρίσει τα πραγματικά σήματα από τις αστρικές εκλάμψεις. Η ανάλυση επιβεβαίωσε επίσημα ότι και τα τέσσερα συστήματα περιέχουν λευκούς νάνους.
Ένας λευκός νάνος που έμεινε κρυμμένος για 27 χρόνια
Το σύστημα G 203-47 αποτελεί την πιο εντυπωσιακή περίπτωση. Αν και βρίσκεται μόλις 25 έτη φωτός μακριά, οι αστρονόμοι χρειάστηκαν 27 χρόνια από την πρώτη ανίχνευση της ακτινικής ταλάντευσής του για να αναγνωρίσουν τον κρυμμένο λευκό νάνο. Το αντικείμενο αναγνωρίζεται πλέον ως ο ένατος κοντινότερος λευκός νάνος στον Ήλιο.
Το G 203-47 συμπεριφέρεται διαφορετικά από παρόμοια δυαδικά συστήματα. Ο ερυθρός νάνος του χρειάζεται περισσότερες από 100 ημέρες για να ολοκληρώσει μία περιστροφή, παρόλο που περιφέρεται γύρω από τον λευκό νάνο κάθε 14,9 ημέρες. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η βαρυτική αλληλεπίδραση μεταξύ δύο αστέρων που βρίσκονται σε κοντινή τροχιά θα συνέχρονιζε την κίνησή τους μέσω παλιρροϊκού κλειδώματος, όπως ακριβώς συμβαίνει με τη Σελήνη και τη Γη.
«Αυτό που είναι συναρπαστικό είναι ότι το G 203-47 δεν θα έπρεπε να περιστρέφεται τόσο αργά αν είχε σχηματιστεί με τον ίδιο τρόπο όπως παρόμοια συστήματα», εξήγησε ο συν-συγγραφέας Δρ. David Wilson, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόουλντερ. «Αυτό υποδηλώνει ότι αυτά τα δυαδικά συστήματα είχαν πολύ διαφορετικές εξελικτικές ιστορίες. Κάποια υπέστησαν βίαιες, παρατεταμένες αλληλεπιδράσεις νωρίς στην πορεία τους που τα κλείδωσαν παλιρροϊκά. Άλλα, όπως το G 203-47, γνώρισαν ηπιότερες, συντομότερες συναντήσεις που τα άφησαν σε αυτή την ασυνήθιστη κατάσταση».
Περισσότεροι κρυμμένοι λευκοί νάνοι γύρω μας
Οι τέσσερις ανακαλύψεις επέτρεψαν στους αστρονόμους να αναθεωρήσουν την απογραφή λευκών νάνων εντός 20 παρσέκ (65 ετών φωτός). Προηγούμενα πληθυσμιακά μοντέλα προέβλεπαν ότι περίπου 4 έως 5 δυαδικά συστήματα λευκών και ερυθρών νάνων σε κοντινή τροχιά θα έπρεπε να υπάρχουν σε αυτή την περιοχή. Οι ερευνητές εντόπισαν ακριβώς τέσσερα, επιβεβαιώνοντας με εντυπωσιακή ακρίβεια τις θεωρητικές προβλέψεις.
Οι ανακαλύψεις όμως πιθανότατα δεν ολοκληρώνουν την εικόνα. Οι περισσότεροι ερυθροί νάνοι που βρίσκονται κοντά στη Γη δεν έχουν ακόμα εξεταστεί συστηματικά για κρυμμένους λευκούς νάνους-συντρόφους. Η ύπαρξη του G 203-47, που παρέμεινε αόρατο για σχεδόν τρεις δεκαετίες, υποδηλώνει ότι ενδέχεται να υπάρχουν πολλά ακόμα τέτοια συστήματα που περιμένουν να ανακαλυφθούν.
Η έρευνα αποτελεί μια υπενθύμιση ότι ακόμα και στην πιο κοντινή μας αστρική γειτονιά, οι σύγχρονες παρατηρήσεις σε διαφορετικά μήκη κύματος μπορούν να αποκαλύψουν όσα τα συμβατικά τηλεσκόπια δεν μπορούν να δουν, και ότι κάθε νέα ανακάλυψη λευκού νάνου συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της εξέλιξης των δυαδικών αστρικών συστημάτων.