Niebinarność gwiazd – rewolucyjne odkrycie astronomów z Leeds

Przełomowe odkrycie naukowców z Uniwersytetu w Leeds może zmienić sposób, w jaki naukowcy rozumieją występowanie gwiazd typu Be, największych i najpowszechniejszych gwiazd we wszechświecie. Dotychczas sądzono, że wchodzą one w skład układów podwójnych, binarnych, jednak mogą to być… potrójne układy gwiazd.

Badania przeprowadzone przez doktoranta Jonathana Dodda i profesora René Oudmaijera z University’s School of Physics and Astronomy wskazują na nowe, intrygujące dowody na to, że masywne gwiazdy typu Be – do tej pory uważane głównie za gwiazdy w zbiorach podwójnych – mogą w rzeczywistości wchodzić w skład układów potrójnych. Artykuł dotyczący tego tematu, zatytułowany „Gaia uncovers difference in B and Be star binarity at small scales: evidence for mass transfer causing the Be phenomenon” został opublikowany w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

To niezwykłe odkrycie może zrewolucjonizować nasze rozumienie gwiazd typu Be – podzbioru gwiazd typu B – które są uważane za podstawę do badań teorii dotyczących ogólnej ewolucji gwiazd.

Gwiazdy Be otoczone są charakterystycznym dyskiem wykonanym z gazu – podobnym do pierścieni Saturna. Obiekty te znane są od około 150 lat, po raz pierwszy zostały zidentyfikowane przez znanego włoskiego astronoma Angelo Secchi w 1866 roku, to dotychczas nie udało się poznać mechanizmu w jaki sposób powstają.

Astronomowie byli zgodni co do tego, że dyski powstają w wyniku szybkiej rotacji gwiazd Be, która z kolei może być spowodowana interakcją gwiazdy z inną gwiazdą obecną w układzie podwójnym. Analizując najnowsze dane z satelity Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, naukowcy odkryli, że znaleźli dowody na to, że gwiazdy jednak funkcjonują w układach potrójnych, z trzema ciałami niebieskimi wchodzącymi w interakcje zamiast tylko dwóch.

„Obserwowaliśmy sposób, w jaki gwiazdy poruszają się po nocnym niebie, w dłuższych okresach, takich jak 10 lat i krótszych, około sześciu miesięcy. Jeśli gwiazda porusza się w linii prostej, wiemy, że jest to tylko jedna gwiazda, ale jeśli jest ich więcej niż jedna, zaobserwujemy lekkie chybotanie, a w najlepszym przypadku, spiralę” – powiedział Jonathan Dodd, autor badania.

„Zastosowaliśmy tę metodę obserwacji w odniesieniu do dwóch grup gwiazd, którym się przyglądamy, gwiazd typu B i gwiazd typu Be i odkryliśmy, co jest mylące, początkowo wygląda na to, że gwiazdy typu Be mają mniejszą liczbę towarzyszy niż gwiazdy typu B. Jest to interesujące, ponieważ spodziewalibyśmy się, że będą one miały wyższy wskaźnik”.

Główny badacz prof. Oudmaijer dodał jednak: „Fakt, że ich nie widzimy, może wynikać z tego, że są teraz zbyt słabe, aby je wykryć”.

Szukając gwiazd towarzyszących, które znajdują się dalej, naukowcy przyjrzeli się kolejnemu zestawowi danych i odkryli, że przy większych odległościach wskaźnik gwiazd towarzyszących jest bardzo podobny między gwiazdami B i Be.

Na tej podstawie naukowcy byli w stanie wywnioskować, że w wielu przypadkach by układ mógł istnieć w zaobserwowanej formie, potrzebna jest trzecia gwiazda, zmuszająca towarzyszącą gwiazdę do zbliżenia się do gwiazdy Be – na tyle blisko, że masa może zostać przeniesiona z jednej do drugiej i utworzyć charakterystyczny dysk gwiazdy Be. Może to również wyjaśniać, dlaczego nie widzimy już tych gwiazd towarzyszy – stały się one zbyt małe i słabe, aby można je było wykryć po tym, jak gwiazda Be „wyssała” z nich większość masy.

Odkrycie może mieć ogromny wpływ na inne obszary astronomii – w tym na nasze zrozumienie czarnych dziur, gwiazd neutronowych i źródeł fal grawitacyjnych.

„Obecnie w fizyce trwa rewolucja związana z falami grawitacyjnymi. Fale grawitacyjne obserwujemy dopiero od kilku lat, a ich źródłem są łączące się czarne dziury. Wiemy, że te enigmatyczne obiekty takie jak czarne dziury i gwiazdy neutronowe, istnieją, ale nie wiemy zbyt wiele o gwiazdach, które mogłyby się nimi stać. Nasze odkrycia stanowią wskazówkę do zrozumienia ich powstania” – powiedział prof. René Oudmaijer

„W ciągu ostatniej dekady astronomowie odkryli, że binarność jest niezwykle ważnym elementem ewolucji gwiazd. Obecnie zmierzamy w kierunku idei, że jest ona jeszcze bardziej złożona i należy wziąć pod uwagę układy potrójne” – dodał.

Emil Gołoś