Sistem bintang binari gerhana adalah perkara biasa di Alam Semesta kita. Bagi pemerhati biasa, sistem ini kelihatan seperti bintang tunggal, tetapi sebenarnya terdiri daripada dua bintang yang mengorbit bersama-sama. Kajian sistem ini memberi peluang kepada para astronom untuk mengukur secara langsung sifat asas (iaitu jisim dan jejari) sistem ini masing-masing komponen bintang.
Baru-baru ini, sepasukan ahli astronomi Brazil melihat pemandangan langka di Bima Sakti - binari gerhana yang terdiri daripada kerdil putih dan kerdil coklat jisim rendah. Yang lebih tidak biasa adalah kenyataan bahawa kitaran hidup kurcaci putih tampaknya telah dipotong sebelum waktunya oleh teman kerdil coklatnya, yang menyebabkan kematian awalnya dengan perlahan-lahan menyedut bahan dan "kelaparan" hingga mati.
Kajian yang memperincikan penemuan mereka, bertajuk "HS 2231 + 2441: sistem HW Vir yang disusun oleh kerdil putih berjisim rendah dan kerdil coklat", baru-baru ini diterbitkan Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja. Pasukan ini diketuai oleh Leonardo Andrade de Almeida, rakan pasca doktoral dari Institut Astronomi, Geofizik, dan Sains Atmosfera (IAG-USP) University of São Paolo, bersama anggota dari Institut Penyelidikan Angkasa Negara (MCTIC), dan Universiti Negeri Feira de Santana.
Demi kajian mereka, pasukan ini melakukan pemerhatian terhadap sistem bintang binari antara tahun 2005 dan 2013 menggunakan Pico dos Dias Observatory di Brazil. Data ini kemudian digabungkan dengan maklumat dari Teleskop William Herschel, yang terletak di Observatorio del Roque de los Muchachos di pulau La Palma. Sistem ini, yang dikenali sebagai HS 2231 + 2441, terdiri daripada bintang kerdil putih dan pendamping kerdil coklat.
Kerdil putih, yang merupakan tahap akhir bintang jisim menengah atau rendah, pada dasarnya adalah apa yang tersisa setelah bintang menghabiskan bahan bakar hidrogen dan heliumnya dan meletupkan lapisan luarnya. Kerdil coklat, sebaliknya, adalah objek bawah yang mempunyai jisim yang meletakkannya di antara bintang dan planet. Mencari sistem binari yang terdiri daripada kedua objek bersama dalam sistem yang sama adalah sesuatu yang tidak dilihat oleh para astronom setiap hari.
Seperti yang dijelaskan oleh Leonardo Andrade de Almeida dalam siaran akhbar FAPESP, “Jenis binari jisim rendah ini agak jarang berlaku. Hanya beberapa dozen yang diperhatikan sehingga kini. "
Pasangan binari khusus ini terdiri daripada kerdil putih yang berada di antara dua puluh hingga tiga puluh peratus jisim Matahari - 28,500 K (28,227 ° C; 50,840 ° F) - sementara kerdil coklat kira-kira 34-36 kali dari Musytari. Ini menjadikan HS 2231 + 2441 sistem binari gerhana paling besar yang dikaji sehingga kini.
Pada masa lalu, bintang utama (kerdil putih) adalah bintang biasa yang berkembang lebih cepat daripada rakannya kerana ia lebih besar. Setelah menghabiskan bahan bakar hidrogennya, ia membentuk teras pembakar helium. Pada ketika ini, bintang itu sedang dalam perjalanan untuk menjadi gergasi merah, itulah yang terjadi ketika bintang seperti Matahari keluar dari fasa urutan utama mereka. Ini akan dicirikan oleh pengembangan yang besar, dengan diameternya melebihi 150 juta km (93,2 juta mi).
Pada ketika ini, Almeida dan rakan-rakannya menyimpulkan bahawa ia mula berinteraksi secara graviti dengan sekundernya (kerdil coklat). Sementara itu, kerdil coklat mulai tertarik dan diliputi oleh atmosfer primer (yakni menyelimuti), yang menyebabkannya kehilangan momentum sudut orbit. Akhirnya, daya tarikan yang kuat melebihi daya graviti yang menjadikan sampul itu berlabuh ke bintangnya.
Setelah ini berlaku, lapisan luar bintang utama mula dilucutkan, memaparkan inti heliumnya dan mengirimkan sejumlah besar jirim ke kerdil coklat. Kerana kehilangan jisim ini, sisa-sisa itu mati dengan berkesan, menjadi kerdil putih. Kerdil coklat kemudian mula mengorbit primer kerdil putihnya dengan jangka masa orbit pendek hanya tiga jam. Seperti yang dijelaskan oleh Almeida:
"Pemindahan jisim ini dari bintang yang lebih besar, objek utama, kepada rakannya, yang merupakan objek sekunder, sangat ganas dan tidak stabil, dan ia berlangsung dalam waktu yang singkat ... Objek sekunder, yang sekarang menjadi kerdil coklat, mesti juga telah memperoleh beberapa masalah ketika berkongsi sampulnya dengan objek utama, tetapi tidak cukup untuk menjadi bintang baru. "
Keadaan ini serupa dengan apa yang diperhatikan oleh para astronom pada musim panas yang lalu ketika mempelajari sistem bintang binari yang dikenali sebagai WD 1202-024. Di sini juga, seorang teman kerdil coklat ditemui mengorbit primer kerdil putih. Terlebih lagi, pasukan yang bertanggung jawab atas penemuan itu menunjukkan bahawa kerdil coklat itu mungkin lebih dekat dengan kerdil putih setelah memasuki fasa Cawangan Merah Giant (RGB).
Pada titik ini, kerdil coklat melucutkan atmosfer utamanya, memperlihatkan inti sisa kerdil putih. Begitu juga, interaksi primer dengan teman kerdil coklat menyebabkan kematian bintang pramatang. Fakta bahawa dua penemuan tersebut telah berlaku dalam jangka waktu yang singkat adalah sangat kebetulan. Mengingat usia Alam Semesta (yang berusia kira-kira 13.8 bilion tahun), benda mati hanya dapat dibentuk dalam sistem binari.
Di Bima Sakti sahaja, kira-kira 50% bintang berjisim rendah wujud sebagai sebahagian daripada sistem binari sementara bintang berjisim tinggi wujud hampir secara eksklusif dalam pasangan binari. Dalam kes ini, kira-kira tiga perempat akan berinteraksi dalam beberapa cara dengan rakan - bertukar jisim, mempercepat putaran mereka, dan akhirnya bergabung.
Seperti yang ditunjukkan oleh Almeida, kajian mengenai sistem binari ini dan yang seumpamanya dapat membantu para astronom memahami betapa panasnya benda padat seperti kerdil putih terbentuk. "Sistem binari menawarkan cara langsung untuk mengukur parameter utama bintang, yang merupakan jisimnya," katanya. "Itulah sebabnya sistem binari sangat penting untuk pemahaman kita mengenai kitaran hidup bintang."
Baru-baru ini beberapa tahun kebelakangan bintang kerdil putih ditemui. Mencari sistem binari di mana ia wujud bersama dengan kerdil coklat - pada dasarnya, bintang yang gagal - jarang sekali. Tetapi dengan setiap penemuan baru, peluang untuk mengkaji pelbagai kemungkinan di Alam Semesta kita meningkat.
