Nowe, przełomowe odkrycie dokonane przez naukowców z Uniwersytetu w Leeds może zmienić sposób, w jaki astronomowie rozumieją niektóre z największych i najpowszechniejszych gwiazd we Wszechświecie.
Badania prowadzone przez doktoranta Jonathana Dodda i profesora René Oudmaijera z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu wskazują na intrygujące nowe dowody na to, że masywne gwiazdy Be – do tej pory uważane głównie za gwiazdy podwójne – mogą w rzeczywistości być „potrójne”.
To niezwykłe odkrycie może zrewolucjonizować nasze rozumienie obiektów – podzbioru gwiazd B – które są uważane za ważne „poligon doświadczalny” do opracowywania bardziej ogólnych teorii ewolucji gwiazd.
Te gwiazdy Be są otoczone charakterystycznym dyskiem wykonanym z gazu – podobnym do pierścieni Saturna w naszym Układzie Słonecznym. I choć gwiazdy Be są znane od około 150 lat – po raz pierwszy zostały zidentyfikowane przez znanego włoskiego astronoma Angelo Secchi w 1866 roku – do tej pory nikt nie wiedział, jak powstały.
Jak dotąd wśród astronomów panuje zgoda co do tego, że dyski powstają w wyniku szybkiej rotacji gwiazd Be, co samo w sobie może być spowodowane interakcją gwiazd z inną gwiazdą w układzie podwójnym.
Systemy potrójne
Dodd, korespondent z badania, powiedział: „Najlepszym punktem odniesienia w tym przypadku jest to, że jeśli oglądałeś Gwiezdne Wojny, istnieją planety, na których mają dwa Słońca”.
Jednak teraz, analizując dane z satelity Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, naukowcy twierdzą, że znaleźli dowody, że te gwiazdy faktycznie istnieją w układach potrójnych – z trzema oddziałującymi na siebie ciałami, a nie tylko dwoma.
Dodd dodał: „Obserwowaliśmy sposób, w jaki gwiazdy poruszają się po nocnym niebie, przez dłuższe okresy, np. 10 lat, i krótsze okresy, około sześciu miesięcy. Jeśli gwiazda porusza się po linii prostej, wiemy, że jest tylko jedna gwiazda, ale jeśli jest więcej niż jeden, zobaczymy lekkie wahanie lub, w najlepszym przypadku, spiralę.
„Zastosowaliśmy to do dwóch grup gwiazd, którym przyglądamy się – gwiazd B i gwiazd Be – i co mylące, odkryliśmy, że na początku wygląda na to, że gwiazdy Be mają mniejszą liczbę towarzyszy niż gwiazdy Be. gwiazdy B. To interesujące, ponieważ spodziewalibyśmy się, że będą miały wyższą stawkę.
Jednak główny badacz, prof. Oudmaijer, powiedział: „Fakt, że ich nie widzimy, może wynikać z tego, że są teraz zbyt słabe, aby można je było wykryć”.
Transfer masowy
Następnie badacze przyjrzeli się innemu zestawowi danych, szukając bardziej oddalonych gwiazd towarzyszących i odkryli, że przy tych większych odległościach tempo występowania gwiazd towarzyszących jest bardzo podobne w przypadku gwiazd B i Be.
Na tej podstawie udało im się wywnioskować, że w wielu przypadkach w grę wchodzi trzecia gwiazda, zmuszając towarzysza bliżej gwiazdy Be – na tyle blisko, że masa może zostać przeniesiona z jednej na drugą i utworzyć charakterystyczny dysk gwiazdy Be. To może również wyjaśniać, dlaczego nie widujemy już tych towarzyszy; stały się zbyt małe i słabe, aby można je było wykryć po tym, jak „wampir” gwiazda Be wchłonął tak dużą część ich masy.
Odkrycie może mieć ogromny wpływ na inne dziedziny astronomii – w tym na naszą wiedzę o czarnych dziurach, gwiazdach neutronowych i źródłach fal grawitacyjnych.
Profesor Oudmaijer powiedział: „W fizyce trwa obecnie rewolucja wokół fal grawitacyjnych. Obserwujemy te fale grawitacyjne dopiero od kilku lat i okazało się, że są one spowodowane łączeniem się czarnych dziur.
„Wiemy, że te zagadkowe obiekty – czarne dziury i gwiazdy neutronowe – istnieją, ale niewiele wiemy o gwiazdach, które się nimi staną. Nasze odkrycia dostarczają wskazówki do zrozumienia tych źródeł fal grawitacyjnych.”
Dodał: „W ciągu ostatniej dekady astronomowie odkryli, że układ podwójny jest niezwykle ważnym elementem ewolucji gwiazd. Obecnie zbliżamy się bardziej do poglądu, że jest on jeszcze bardziej złożony i że należy wziąć pod uwagę gwiazdy potrójne”.
„Istotnie” – powiedział Oudmaijer – „trójki stały się nowymi binarnymi.”
W skład zespołu stojącego za odkryciem wchodzą doktorant Dodd i profesor Oudmaijer z Leeds, a także doktorant Uniwersytetu w Leeds Isaac Radley i dwóch byłych pracowników akademickich z Leeds, dr Miguel Vioque z Obserwatorium ALMA w Chile i dr Abigail Frost z Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile . Zespół otrzymał fundusze od Rady ds. Obiektów Naukowych i Technologicznych (STFC).