Bildekreditt: CfA
Siden oppdagelsen i 1998 har den "blinkende stjernen" kalt KH 15D forvirret astronomer som prøver å forklare dens langvarige (24-dagers) formørkelser. Mange antok at formørkelsene var forårsaket av mellomliggende klatter av materiale i en protoplanetær disk rundt en enkelt, ung sollignende stjerne.
Ved å undersøke historien til disse formørkelsene og hvordan de endrer seg med tiden, har astronomen Joshua Winn (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) og kolleger veltet denne hypotesen og utviklet en ny teori som forklarer nesten alt om systemet.
De fant ut at “den blinkende stjernen” faktisk er et dobbeltstjernersystem. Noe i forgrunnen, muligens en støvete skive med materiale som omgir det binære, blokkerer lyset fra en eller begge stjerner intermitterende når stjernene går i bane rundt hverandre. Etter hvert vil begge stjernene bli fullstendig dekket av støvteppet, og systemet med "blinkende stjerne" vil forsvinne fra synet.
“Disse to stjernene har lekt gjemsel hos oss. Den andre stjernen pleide å kikke ut kort, men er nå fullstendig skjult. Snart får den sammen med den første stjernen, og begge vil forbli skjult i flere tiår, sier Winn.
Arkiv avslører sannheten
De viktige ledetrådene for å forstå den "blinkende stjernen" ble funnet i arkivhimmelfotografier fra Harvard College Observatory, Massachusetts, og Asiago Observatory, i Italia. Undersøkelse av Harvard-fotografiene viste at i løpet av første halvdel av 1900-tallet var det ingen av de totale formørkelsene som er observert i dag. Asiago-fotografier tatt mellom 1967 og 1982 var bevis på formørkelser, men med en viktig forskjell: systemet var lysere enn det er i dag, både under formørkelser og utenfor eklipser. Dette ekstra lyset må ha kommet fra en andre stjerne som var synlig på 1970-tallet, men er helt skjult i dag.
Denne innsikten var nøkkelen til å låse opp mysteriet med KH 15D. Før 1960 ble ingen av stjernene formørket. Deretter drev et gardin av støv i forgrunnen sett fra jorden, og blokkerte en del av bane til en av stjernene. Gjennom 1970-tallet gjennomgikk den stjernen formørkelser da dens orbitalbevegelse bar den bak gardinen. I 1998 hadde gardinen avansert nok til å skjule en av stjernene fullstendig, og den andre stjernen faller med jevne mellomrom ut av syne når banen går bak bak gardinen. Omtrent 2012 vil begge stjernene være helt skjult for synet.
Radialhastighetsmålinger som for øyeblikket blir gjort av John Johnson (UC Berkeley), som er medforfatter av denne studien, vil kunne teste om den synlige stjernen beveger seg frem og tilbake, trukket av tyngdekraften til en følgesvenn i stjernemassen.
"Asiago-platene gir veldig overbevisende bevis, men radialhastighetsmålingene vil være klinikeren," sier Johnson.
Det nye bildet av KH 15D
Å sette sammen observasjonene av KH 15D som stykker av et puslespill avslører to stjerner som ikke er eldre enn 10 millioner år. (Vår sol derimot er 5 milliarder år gammel.) De kretser rundt hverandre hver 48 dag i svært elliptiske baner, noe som forklarer den 48-dagers formørkelsesperioden. Deres gjennomsnittlige avstand fra hverandre er omtrent 0,25 astronomiske enheter (23 millioner miles), eller to tredjedeler avstanden fra Merkur til solen. Likevel tar deres eksentriske baner dem så nær hverandre som bare 0,07 AU (6,5 millioner miles).
"Når binarier går, er bane deres ikke uvanlig" sier medforfatter Krzysztof Stanek (CfA).
Winn er enig og legger til, "Det rare med dette systemet er at det er noe som blokkerer lyset fra disse stjernene - noe ugjennomsiktig, med en skarp kant." Identiteten til dette gardinet er ukjent, men det kan være kanten av en støvskive som omgir begge stjernene.
"Støvskiver er blitt sett rundt andre binære stjernersystemer," sier Matthew Holman (CfA), en medforfatter av studien. ”Vi ser for oss at disken i dette systemet er skrått i forhold til planet for bane til de to stjernene. Det vil føre til at disken vingler, slik en frisbee av og til vingler i luften etter et dårlig kast. ”
I følge Holmans beregninger kan støvet eksistere i en ring som ligger 2,6 AU (240 millioner miles) fra stjernene. Materialet i selve ringen utgjør en fullstendig bane rundt hvert fjerde år, men ringens (eller "presesjon") av ringen har en mye lengre periode på rundt 1000 år. En lignende teori er blitt foreslått uavhengig av Eugene Chiang og Ruth Murray-Clay fra UC Berkeley.
"Fra og med 1960 begynte kanten av denne forutgående disken å blokkere vårt syn på stjernene," sier Holman. "Etter ytterligere ti år vil disken gå videre og blokkere synet vårt fullstendig." Noe etter dette, avhengig av hvor tykk ringen er, vil prosessen snu seg etter hvert som stjernene gradvis blir avdekket, og formørkelsene vil stoppe.
Det gjenstår fortsatt mange spørsmål om KH 15D. Hva er for eksempel disken? Hvorfor er det tilbøyelig til binarienees baneplan? Hvorfor har den så skarp kant? De blinkende stjernene fra KH 15D vil sannsynligvis forvirre astronomer med disse og andre gåter i årene som kommer.
Denne forskningen vil bli publisert i utgaven 1. mars 2004 av The Astrophysical Journal Letters. Forfatterne av studien er Joshua Winn (CfA), Matthew Holman (CfA), John Johnson (UC Berkeley), Krzysztof Stanek (CfA) og Peter Garnavich (University of Notre Dame).
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, med hovedkontor i Cambridge, Mass., Er et felles samarbeid mellom Smithsonian Astrophysical Observatory og Harvard College Observatory. CfA-forskere, organisert i seks forskningsavdelinger, studerer universets opprinnelse, evolusjon og endelige skjebne.
Originalkilde: CfA News Release
