Zbadano nową populację gwiazd w układach podwójnych

Od ponad dekady naukowcy snuli teoretyczne rozważania, z których wynikało, że około jedna trzecia masywnych gwiazd jest pozbawiana wodorowych otoczek przez towarzyszące im gwiazdy w układach podwójnych. Hipotezę proponowano jako wyjaśnienie obserwacji, iż jedna trzecia supernowych zawiera znacznie mniej wodoru niż typowa eksplozja. Jak dotąd znany był jedynie jeden przypadek pasujący do tej hipotezy, a teraz ogłoszono odkrycie większej grupy takich obiektów.

Gdy gwiazda ewoluuje i staje się czerwonym olbrzymem, to w przypadku, gdy znajduje się w układzie podwójnym, jej zewnętrzne warstwy mogą zostać odarte poprzez grawitacyjne oddziaływanie od drugiej gwiazdy. Wtedy pozostaje bardzo gorące jądro złożone z helu. Proces może trwać dziesiątki tysięcy albo setki tysięcy lat. Taką odartą z otoczki gwiazdę trudno odnaleźć, ponieważ większość światła emituje poza zakresem widzialnym, na dodatek może być przesłonięta prze pył albo ginąć w blasku swojej towarzyszki.

Maria Drout z University of Toronto, wraz ze swoim zespołem, zaczęła badania w 2016 roku, gdy w ramach doktoratu analizowała ubogie w wodór supernowe. Podjęła współpracę z inną astronomką – Ylvą Götberg, obecnie pracującą w Institute of Science and Technology Austria (ISTA).

Zespół opracował nowy przegląd w celu analizy ultrafioletowej części widma, w której gorące gwiazdy emitują większość promieniowania. Bazując na danych ze Swift Ultra-Violet/Optical Telescope zebrano jasności dla milionów gwiazd z sąsiednich galaktyk: Wielkiego Obłoku Magellana i Małego Obłoku Magellana. Następnie wyszukano systemy z nietypową emisją w ultrafiolecie.

W ramach pierwszych badań przeanalizowano 25 obiektów, uzyskując ich widma przy pomocy Teleskopów Magellana w Obserwatorium Las Camapanas w Chile w latach 2018-2022. W ten sposób badacze pokazali, że badane obiekty to gorące, małe, ubogie wodór gwiazdy, na dodatek występujące w systemach podwójnych.

"Gdyby okazało się, że tego rodzaju gwiazdy są rzadkie, przekreśliłoby to całe teoretyczne rozważania, ze skutkami dla zrozumienia supernowych, fal grawitacyjnych, a nawet światła od odległych galaktyk. Jednak uzyskany wynik pokazuje, że gwiazdy te faktycznie istnieją" - podsumowuje Drout.

Planowane są poszukiwania kolejnych obiektów tego typu.