Međunarodni tim astronoma je koristeći podmlađeni svemirski teleskop Kepler otkrio redak dragulj: binarni sistem koji se sastoji od braon patuljka ili ti neuspele zvezde i ostatka ugašene zvezde odnosno belog patuljka. Jedan od rariteta sistema jeste taj što je orbitalni period ova dva tela svega 71,2 minute. To znači da je brzina kojom komponente sistema obilaze jedna oko druge oko 100 kilometara u sekundi što bi odgovaralo prelasku Atlanskog okeana za manje od jedne minute! Koristeći se sa pet različitih zemaljskih teleskopa na tri kontinenta, tim astronoma je ustanovio da je braon patuljak mase 6,7% mase Sunca dok je beli patuljak znatno masivniji, njegova masa oko 40% Sunčeve mase. Tim je takođe ustanovio da će beli patuljak započeti sa preuzimanjem mase sa braon patuljka za manje od 250 miliona godina u svojevrsnom kosmičkom kanibalizmu što znači da će se sistem pretvoriti u kratko periodičnu kataklizmičku promenljivu, odnosno da je ovoga trenutka u fazi pre ulaska u kataklizmičku promenljivu preciznije rečeno. Pritome je i sistem sa najkraćom periodom do sada za takav tip promenljive.

Vrući beli patuljak je prvi put uočen u programu pretrage Sloan Digital Sky Surveys (SDSS) pod oznakom WD1202-024 i smatralo se da je u pitanju zvezda bez pratioca. Činjenicu da je zapravo u pitanju blizak 71 – minutni binarni sistem na videlo dana je iznela Dr. Lorni Nelson sa Univerziteta Bišop. Dr. Saul Rapaport sa M.I.T. –a i Endrju Vanderburg sa Harvard Smitsonijan centra za astrofiziku analizirali su krive sjaja 28000 objekata čije je podatke prikupio teleskop Kepler u K2 misiji i jedan objekat im je privukao posebnu pažnju. Za razliku od egzoplaneta koje tranzitiraju matičnu zvezdu izazivajući mali pad u sjaju, kriva sjaja je pokazala duboku i dugačku eklipsu uz sinusoidni član između eklipsi. To je ukazalo na odsjaj hladne komponente binarnog sistema obasjanog od strane mnogo toplijeg belog patuljka.

Slika 1. K2 kriva sjaja (crna izlomljena) sa padom u trajanju od 71,23 minute. Kriva crvene boje predstavlja jednostavan geometrijski model sa 5 – minutnom eklipsom i dodatnom 9% - nom iluminacijom pratioca. Kriva plave boj predstavlja fitovanu krivu zasnovanu na modelu po podacima K2 posmatranja. Ilustracija: http://physics.ubishops.ca

Tim je ubrzo razvio model binarnog sistema koji je u skladu sa vrućim helijumskim belim patuljkom i mnogo hladijeg braon patuljka relativno male mase u povremenoj eklipsi sa belim patuljkom, odnosno naša vizura se poklapa sa orbitalnom ravni opisanog binarnog sistema.

Iako je naša predstava o binarnom sistemu poprilično jasna, neka značajna pitanja i dalje ostaju. Jedno od njih, kako naglašava Lorni Nelson, jeste pitanje nastanka sistema kao i njegova konačna sudbina. Da bi tim odgovorio na predhodno postavljena pitanja, upotrebio je precizniji model radi simulacije formiranja i evolucije WD1202. Po rezultatima simulacije, binarni sistem se u početku sastojao od obične zvezde mase 25% veće od mase Sunca i braon patuljka sa revolucijom od 150 dana. Kako je masivnija komponenta evoluirala u crvenog džina, tako je i povećala svoju zapreminu zahvatajući i braon patuljka. Lorni dalje objašnjava da je došlo do razbacivanja spoljašnjih slojeva zvezde u okolni prostor usled uticaja braon patuljka unutar zvezde. To nalikuje efektu koji izazivaju mešalice miksera u nekoj tečnosti: obrtanje mešalica razbacuje zahvaćenu tečnost jednim delom ka obodu činije. U slučaju zvezde i braon patuljka ulogu tečnosti ima unutrašnjost crvenog džina dok je braon patuljak mešalica koja se spiralno kreće ka jezgru. Pošto razbacani materijal nema šta da zadrži, on nastavlja svoj put u okolni prostor. Posledica je da crveni džin nepovratno gubi masu iz svog omotača. Na kraju preostaje jedino braon patuljak na veoma kratkoj orbiti oko vrućeg helijumskog jezgra, odnosno ostatka nekada crvenog džina. Kako se navedeno jezgro vremenom hladi, nastaje vrući helijumski beli patuljak koga mi danas posmatramo. Po proračunima, početni stadijum binarnog sistema je bio pre nekih 3 milijardi godina dok se zajednički omotač formirao relativno skoro, pre oko 50 miliona godina.

Dakle, šta će se dogoditi sa sistemom u budućnosti? Tim astronoma veruje da će emitovanje gravitacionih talasa dovesti do smanjenja orbitalne energije tako da će za nekih 250 miliona godina (ili kraće) separacija između belog i braon patuljka biti toliko mala da će doći do kosmičkog kanibalizma braon patuljka od strane njegovog komšije belog patuljka. Kada se to dogodi, binarni sistem će imati sve karakteristike kataklizmičke promenljive kao što su nagle promene sjaja (bljeskovi) sa akrecionog diska koji će okruživati belog patuljka. Iz navedenog razloga, veruje se da je WD1202 sistem pre kataklizmičke promenljive sa najkraćim periodom koji je otkriven do sada.

Slika 2. Konačna sudbina WD1202 kao kataklizmičke promenljive. Braon patuljak ispunjava svoju Rošeovu površ igubi masu koja odlazi ka kompaktnom akretoru belom patuljku. Akrecioni disk od vrelog vodonika okružuje belog patuljka. Izvor ilustracije: http://physics.ubishops.ca

Izvor teksta: http://physics.ubishops.ca