Astronomii au descoperit un sistem stelar bizar, de tip „văduva neagră”, cu cea mai scurtă orbită cunoscută

Sclipirea unei stele din apropiere a atras atenția astronomilor de la MIT asupra unui nou și misterios sistem aflat la 3.000 de ani lumină de Pământ. Aceasta pare a fi o nouă „văduvă neagră binară” – o stea neutronică cu rotație rapidă, sau pulsar, care se învârte în jurul unei stele însoțitoare mai mici și o consumă încet.

Astronomii cunosc aproximativ două duzini de binare văduvă neagră în Calea Lactee. Cel mai nou candidat, numit ZTF J1406+1222, are cea mai scurtă perioadă orbitală identificată până acum, pulsarul și steaua companion se învârt unul în jurul celuilalt la fiecare 62 de minute.

• Un acid din struguri ar putea ajuta la reciclarea metalelor din baterii
• Astronomii au descoperit sursa celei mai strălucitoare explozii radio detectate vreodată în Univers

Sistemul este unic prin faptul că pare să găzduiască o a treia stea îndepărtată, care orbitează în jurul celor două stele interioare la fiecare 10.000 de ani.

Această triplă văduvă neagră ridică întrebări cu privire la modul în care s-ar fi putut forma un astfel de sistem.

Sistemul bizar, mai vechi decât Soarele

Pe baza observațiilor sale, echipa MIT crede că, la fel ca în cazul majorității binarelor văduvei negre, sistemul triplu a apărut probabil dintr-o constelație densă de stele vechi, cunoscută sub numele de cluster globular, scrie Phys.org. Este posibil ca acest cluster special să fi alunecat în centrul Căii Lactee, unde gravitația găurii negre centrale a fost suficientă pentru a despărți clusterul, lăsând intactă tripla văduvă neagră.

„Este un scenariu complicat”, spune Kevin Burdge, cercetător în cadrul Departamentului de Fizică al MIT. „Probabil că acest sistem plutește în Calea Lactee de mai mult timp decât există Soarele”.

Burdge este autorul unui studiu apărut în Nature care detaliază descoperirea echipei. Cercetătorii au folosit o nouă abordare pentru a detecta sistemul triplu. În timp ce majoritatea văduvelor negre sunt descoperite prin intermediul radiațiilor gamma și cu raze X emise de pulsarul central, echipa a folosit lumina vizibilă, și în special sclipirea de la steaua însoțitoare a binarei, pentru a detecta ZTF J1406+1222.

„Acest sistem este cu adevărat unic în ceea ce privește văduvele negre, deoarece l-am găsit cu ajutorul luminii vizibile, datorită companionului său și a faptului că a venit din centrul galactic”, spune Burdge. „Sunt încă multe lucruri pe care nu le înțelegem despre el”.

Un nou mod de a căuta aceste sisteme pe cer

Binarele văduvei negre sunt alimentate de pulsari – stele neutronice care se rotesc rapid și care sunt nucleele prăbușite ale unor stele masive. Pulsarii au o perioadă de rotație amețitoare, învârtindu-se la fiecare câteva milisecunde și emițând flash-uri de raze gamma și X de mare energie în acest proces.

În mod normal, pulsarii se rotesc și mor rapid, deoarece consumă o cantitate uriașă de energie. Dar, din când în când, o stea care trece prin apropiere poate da o nouă viață unui pulsar. Pe măsură ce o stea se apropie, gravitația pulsarului atrage material de pe stea, ceea ce furnizează energie nouă pentru a face pulsarul să se învârtă din nou. Pulsarul începe apoi să redirecționeze energie, care dezintegrează și mai mult steaua și, în cele din urmă, o distruge.

Cercetătorii au analizat datele optice obținute de Zwicky Transient Facility, un observator cu sediul în California care realizează imagini ale cerului nopții.

Echipa a reușit să identifice cele douăsprezece binare văduva neagră cunoscute, validând astfel acuratețea noii metode. Apoi au observat o stea a cărei luminozitate se modifica de un factor de 13, la fiecare 62 de minute, indicând că aceasta făcea probabil parte dintr-o nouă binară văduvă neagră, pe care au etichetat-o ZTF J1406+1222.

„Este posibil să fi observat ceva cu totul nou”

Aceștia au căutat steaua în observațiile făcute de Gaia, un telescop spațial operat de Agenția Spațială Europeană care efectuează măsurători precise ale poziției și mișcării stelelor de pe cer. Echipa a descoperit că binara era urmărită de o altă stea îndepărtată. Judecând după calculele lor, această a treia stea părea să orbiteze în jurul stelei binare interioare la fiecare 10.000 de ani.

În mod curios, astronomii nu au detectat în mod direct emisii gamma sau de raze X de la pulsarul din binară, modalitatea tipică prin care se confirmă văduvele negre. Prin urmare, ZTF J1406+1222 este considerată o binară văduvă neagră, pe care echipa speră să o confirme cu observații viitoare.

„Singurul lucru pe care îl știm cu siguranță este că vedem o stea cu o parte de zi care este mult mai fierbinte decât partea de noapte, care orbitează la fiecare 62 de minute”, spune Burdge. „Totul pare să indice că este vorba despre o binară văduvă neagră. Dar există câteva lucruri ciudate în legătură cu ea, așa că este posibil să fie ceva cu totul nou.”

Echipa intenționează să continue să observe noul sistem, precum și să aplice tehnica optică pentru a ilumina mai multe stele neutronice și văduve negre de pe cer.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Dezamăgire astronomică. Cea mai apropiată gaură neagră se dovedește a fi un sistem binar bizar

Astronomii indieni au detectat o emisie de raze X provenind dintr-un sistem binar

O stea dintr-un sistem binar îşi canibalizează steaua parteneră

O descoperire spectaculoasă. Începutul nașterii planetelor, observat într-un sistem stelar binar