På 1600-tallet var astronomer vitne til mange stellar begivenheter som beviste at stjernehimmelen ikke var "fast og evig." Dette inkluderte stjerner hvis lysstyrke varierte over tid - også. “Variable stjerner.” Ved 1900-tallet hadde mange variable stjerner blitt katalogisert, og astronomer har også sett underklasser av dem - spesielt stjerner som hovner opp og krymper, kjent som pulserende variabler.
I alle tilfeller ble det funnet at disse variable stjernene hadde rytmiske pulsasjoner som var synlige fra alle sider. Men en nylig oppdagelse fra et internasjonalt team har bekreftet at det er variable stjerner som bare kan pulsere fra en side. Denne pulserende stjernen, en del av et system kjent som HD 74423, ligger omtrent 1500 lysår fra Jorden og er den første i sitt slag som ble funnet.
Funnet ble gjort av et team ledet av astronomer fra Nicolaus Copernicus Astronomical Center (CAMK) i Warszawa, Polen, og inkluderte medlemmer fra MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI), Instituto de Astrofísica de Canarias, Sydney Institute for Astronomy (SIfA), og flere universiteter. Studien som beskriver funnene deres nylig dukket opp i journalen Naturastronomi.
I flere tiår har astronomer teoretisert om eksistensen av pulserende stjerner hvis svingninger er synlige fra bare den ene siden. Men det var ikke nylig, takket være innbyggerforskere som undersøkte data fra NASAs eksoplanettjakt Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), at en kandidat ble funnet.
Kort tid etter kontaktet statsborgerforskerne prof. Saul Rappaport, en forsker med MIT Kavli-instituttet og kontaktpersonen for TESS-forskningsinnsatsen. Inntil lenge fikk han selskap av et internasjonalt team av astronomer som også var opptatt med å studere denne stjernen, som ble avslørt å være en del av et binært system.
Dette systemet er kjent som HD 74423 og ligger 1 500 lysår fra Jorden, og består av en hvit dverg som er omtrent 1,7 ganger solens masse og en følgesvenn av rød dverg av M-type. Disse to stjernene går i bane rundt hverandre med en periode på bare 1,6 dager, noe som gjorde det enkelt å oppdage dem som gjorde transitter (der de passerte foran hverandre i forhold til observatøren).
Gerald Handler, forsker ved Nicolaus Copernicus astronomiske senter, var hovedforfatter av papiret. Som han forklarte i en fersk pressemelding fra CAMK-PAN, "De utsøkte dataene fra TESS-satellitten betydde at vi kunne observere variasjoner i lysstyrken på grunn av både gravitasjonsforvrengningen av stjernen så vel som pulseringen".
Til deres overraskelse observerte teamet at pulsenes styrke var avhengig av vinkelen som stjernen ble observert i, samt den tilsvarende orienteringen til sin ledsager med rød dvergstjerne. Til slutt dukket alle de små svingningene i lysstyrke som ble observert av teamet først opp, når den samme halvkulen av stjernen ble pekt mot dem.
Slik kunne astronomene konkludere med at pulsasjonene skjedde på bare den ene siden av denne stjernen. Styrken til disse pulsasjonene, bemerket de, varierte også med en nesten to-dagers periode, og stemte overens med stjernenes omløpstid. Fra dette teoretiserte teamet at den tette bane til dette binære paret resulterer i at de utøver et betydelig gravitasjonstrekk på hverandre.
Denne effekten vil forstyrre overflatene til begge stjernene og føre til at de blir langstrakte og tåreformede, noe som også vil ha effekten av å fokusere stjernens elektromagnetiske pulser til den ene siden. Som Paulina Sowicka, en doktorgrad. student ved CAMK PAN og medforfatter av studien, sa:
"Når de binære stjernene går i bane rundt hverandre, ser vi forskjellige deler av den pulserende stjernen. Noen ganger ser vi siden som peker mot følgesstjernen, og noen ganger ser vi det ytre ansiktet. ”
Allerede på 1940-tallet har astronomer spådd at det kan være en klasse med stjerner der pulseringer påvirkes av en nær følgesvenn. Ideen om at tidevannskrefter kan føre til at pulsasjonsaksen til en stjerne beveger seg, er blitt teoretisert av astronomer i over 30 år. Takket være denne studien og alle de som gjorde det mulig, er det endelig observasjonsbevis for disse fenomenene (som manglet frem til nå).
Professor Don Kurtz, forsker ved University of Central Lancashire (UK) og medforfatter av studien, var ganske spent på funnet, som han har brukt den bedre delen av karrieren på å lete etter. "Vi har kjent teoretisk at stjerner som dette burde eksistere siden 1980-tallet," sa han. "Jeg har lett etter en stjerne som denne i nesten 40 år, og nå har vi endelig funnet en."
Også spennende er det faktum at denne oppdagelsen slett ikke er den siste i sitt slag. Faktisk, som professor Rappaport helt sikkert la til, "Utover dets pulseringer, ser det ikke ut til å være noe spesielt med dette systemet, så vi forventer å finne mange flere skjult i TESS-dataene!"
Sist, men ikke minst, er dette funnet spennende på grunn av måten det førte sammen et nyskapende vitenskapsoppdrag, innbyggerforskere og profesjonelle forskere for å gjøre en stor oppdagelse. Det er et vitnesbyrd om den nåværende tidsalder for astronomi og romutforskning, som drar fordel av datadeling og offentlig deltakelse som noen gang før.
