AR Scorpii zmienia się na przestrzeni dekad

AR Scorpii składa się z szybko rotującego, namagnetyzowanego białego karła, który w niewyjaśniony sposób oddziałuje ze swoim gwiezdnym towarzyszem. Źródło: M. Garlick/University of Warwick, ESA/Hubble

Astronomowie badający unikalny układ podwójny AR Scorpii odkryli, że jasność tego układu uległa zmianie na przestrzeni ubiegłych 13 lat. Najnowsze dowody wspierają istniejącą teorię mówiącą o tym w jaki sposób ta nietypowa gwiazda emituje promieniowanie. Układ AR Scorpii składa się z szybko rotującego, namagnetyzowanego białego karła, który w tajemniczy sposób oddziałuje ze swoim gwiezdnym towarzyszem. Niedawno okazało się, że jasność układu wzrasta w skali minut i godzin, jednak w najnowszym artykule opublikowanym w periodyku Astrophysical Journal Leters naukowcy opisują teraz zmienność tej gwiazdy na przestrzeni dekad.

Badacze z Uniwersytetu Notre Dame przeanalizowali dane dotyczące tego unikalnego układu zebrane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Kepler w ramach misji K2 w 2014 roku, jeszcze zanim dowiedzieliśmy się o tym, że jest to bardzo nietypowy obiekt. Następnie dane te zostały porównane z archiwalnymi zdjęciami z wcześniejszych przeglądów nieba sięgających 2004 roku w celu określenia, czy układ ten doświadcza długotrwałych zmian krzywej blasku. Krzywa blasku AR Scorpii jest unikalna – charakteryzuje się bowiem  igłami emisji występującymi w odstępie dwóch minut od siebie, jak również większą zmiennością jasności w czasie ok. 3,5 godzin, który jest okresem orbitalnym obu gwiazd.

„Jeden z modeli tego układu przewiduje długoterminowe zmiany w interakcjach zachodzących między tymi gwiazdami. Nie wiedzieliśmy jednak jaka jest skala czasowa tych zmian – czy to jest 20 czy 200 lat. Przeglądając dane archiwalne oraz dane z misji K2 wykazaliśmy, że oprócz zmian zachodzących w skali godzin, mamy tutaj do czynienia także ze zmianami zachodzącymi w skali dekad”, mówi Peter Garnavich, profesor i kierownik wydziału astrofizyki i fizyki w Notre Dame.

Biały karzeł to bardzo gęsta pozostałość po gwieździe podobnej do Słońca. Gdy gwiazda podobna do Słońca wyczerpie energię nuklearną, grawitacja ściska jej jądro do rozmiaru Ziemi przy masie 300 000 razy od niej większej. Łyżeczka do herbaty materii takiego białego karła ważyłaby około 15 ton. Kurczenie gwiazdy może powodować także zwiększenie siły jej pola magnetycznego oraz tempa rotacji wokół własnej osi.

Ten unikalny układ podwójny stał się znany w 2016 roku, kiedy badacze z Anglii odkryli, że AR Scorpii uważana dotychczas za zwykłą, samotną gwiazdę jest gwałtownie zmiennym układem podwójnym. Układ wyróżnia się m.in. tym, że jeden z jego komponentów – biały karzeł – rotuje wokół własnej osi w nieprawdopodobnym tempie, co z kolei prowadzi do rozbłysków jasności co dwie minuty. Amplituda rozbłysków zmienia się w okresie 3,5 godzin, których gwiazdy potrzebują na obiegnięcie wspólnego środka masy. Tak nie zachowuje się żaden inny znany układ podwójny z białym karłem.

„Odkryliśmy, że 12 lat temu szczyt jasności układu występował nieco później na orbicie niż teraz”, mówi Colin Littlefield, badacz współpracujący z Garnavichem. „To nie rozwiązuje zagadki tego układu, a jest jedynie jego kolejną zagadkową cechą”.

Źródło: University of Notre Dame