Gwiazdy zasłaniają się nawzajem. Trafili na kosmiczny unikat
TESS wykrył rzadki układ potrójny TIC 295741342, w którym trzy gwiazdy ustawiają się tak, że zasłaniają się nawzajem. To prawdziwy ewenement.
Kosmiczny teleskop TESS został wysłany przede wszystkim po to, by szukać planet przechodzących przed tarczami gwiazd. Tym razem trafił jednak na coś zupełnie z innej bajki, a mianowicie na układ trzech gwiazd, które z naszej perspektywy ustawiają się tak precyzyjnie, że zasłaniają się nawzajem. TIC 295741342 jest rzadkim potrójnym układem zaćmieniowym i jednym z najlepszych laboratoriów do badania tego, jak rodzą się, żyją i umierają gwiezdne trójki.
TESS zobaczył spadki jasności, ale to nie była planeta
TESS działa trochę jak wyjątkowo cierpliwy obserwator. Patrzy na duże fragmenty nieba i mierzy jasność gwiazd. Gdy przed gwiazdą przechodzi planeta, teleskop rejestruje niewielki spadek blasku. Tak zwykle odkrywa się egzoplanety metodą tranzytu.
W przypadku TIC 295741342 spadki jasności były jednak zbyt złożone, by tłumaczyć je jedną planetą. Dane pokazały układ, w którym źródła światła zasłaniają się nawzajem w kilku konfiguracjach. W centrum znajduje się ciasna para dwóch gwiazd bardzo podobnych do Słońca. Obiegają się co 4,75 dnia. Wokół tej pary krąży trzecia, większa gwiazda, która wykonuje pełny obieg w 412,8 dnia, czyli w około 1,13 roku.
To właśnie wyjątkowe ustawienie gwiazd czyni ten system prawdziwą rzadkością. Wszystkie trzy gwiazdy krążą niemal w tej samej płaszczyźnie, a my patrzymy na nią praktycznie z boku. Dzięki temu możemy obserwować nie tylko zaćmienia między gwiazdami ciasnej pary, lecz także momenty, gdy większa gwiazda zewnętrzna przesłania obie naraz albo gdy sama znajduje się na pierwszym planie, a para znika za nią.
Krzywa blasku wygląda niczym jak głowa i ramiona
Astronomowie porównują ten charakterystyczny wzór do sylwetki przypominającej głowę i ramiona. Najpierw jasność układu lekko spada, gdy dwie gwiazdy z wewnętrznej pary przesłaniają się nawzajem. To pierwszy bark. Potem następuje znacznie głębsze przygaszenie, kiedy do gry wchodzi trzecia gwiazda i dochodzi do większego zaćmienia obejmującego cały układ. To głowa. Na końcu jasność stopniowo wraca do normy, ponieważ gwiazdy wychodzą z zaćmienia etapami.
Dla zwykłego obserwatora to tylko zwykły wykres jasności. Dla astronomów to jednak źródło ogromnej ilości informacji. Na podstawie takich danych można wyliczyć rozmiary gwiazd, ich wzajemne ustawienie, wkład poszczególnych składników w całkowite światło i kształt orbit.
W tym przypadku dane TESS połączono z pomiarami prędkości radialnych, czyli delikatnych zmian ruchu gwiazd wzdłuż linii naszego widzenia. Takie pomiary wykonano spektrografem TRES przy 1,5-metrowym teleskopie Tillinghast w Arizonie. Łącznie wykorzystano 48 widm zebranych przez 4 lata. Dzięki temu badacze nie musieli opierać się wyłącznie na fotometrycznym miganiu. Mogli rozwiązać układ dynamicznie.
Dwie gwiazdy prawie jak Słońce, a trzecia już puchnie
Wewnętrzna para TIC 295741342 składa się z dwóch gwiazd ciągu głównego. To oznacza, że nadal spokojnie spalają wodór w swoich jądrach, podobnie jak Słońce. Ich masy i promienie są bardzo zbliżone do słonecznych. Krążą jednak ekstremalnie blisko siebie, w odległości około 10,6 mln km. Dla porównania Merkury obiega Słońce w średniej odległości około 58 mln km.
Trzecia gwiazda jest większa i o wiele bardziej zaawansowana ewolucyjnie. Ma około 1,7 masy Słońca i rozrosła się do średnicy ponad 10 razy większej niż słoneczna. Nie jest już zwykłą gwiazdą podobną do Słońca. Zaczyna wchodzić w etap olbrzyma albo znajduje się w pokrewnej fazie ewolucji, zależnie od tego, który wariant modelu okaże się właściwy.
To naprawdę istotne, bo ten układ nie będzie wyglądał tak samo wiecznie. Trzecia gwiazda nadal się zmienia i z czasem będzie się jeszcze powiększać. Niewykluczone, że w przyszłości zacznie przekazywać część swojej materii dwóm pozostałym gwiazdom. Jeśli do tego dojdzie, to dziś spokojny układ zaćmień może stać się miejscem znacznie bardziej dynamicznych i gwałtownych procesów.
Dlaczego ten układ jest taki rzadki?
Układy potrójne same w sobie nie są w kosmosie wyjątkowe. Wiele gwiazd ma jednego albo kilku towarzyszy. Rzadkością jest jednak sytuacja, w której wszystkie trzy gwiazdy krążą niemal w tej samej płaszczyźnie i ta płaszczyzna jest ustawiona tak, że z Ziemi widzimy wzajemne zaćmienia.
W przypadku TIC 295741342 nachylenie między orbitami jest wręcz ekstremalnie małe. W zależności od przyjętego modelu wynosi około 0,25-0,33 stopnia. To niemal idealna współpłaszczyznowość. Układ przypomina miniaturowy, gwiezdny model Układu Słonecznego pod względem jednej cechy: obiekty poruszają się prawie w tym samym dysku.
Przeczytaj także:
Taka geometria podpowiada coś o pochodzeniu systemu. Najbardziej naturalne wyjaśnienie zakłada, że gwiazdy powstały z jednego dysku protogwiezdnego, który rozpadł się na fragmenty. Zamiast jednej gwiazdy otoczonej dyskiem planetotwórczym mogło dojść do powstania kilku gwiazd z tej samej spłaszczonej struktury gazu i pyłu.
*Źródło grafiki wprowadzającej: AI; Canva Pro
