Heartbeat-stjerner låst op i ny undersøgelse

Hjertespørgsmål kan være forvirrende og mystiske - det samme gælder usædvanlige astronomiske objekter, der kaldes hjerteslagsstjerner.

Hjerteslag stjerner, opdaget i stort antal af NASAs Kepler-rumteleskop, er binære stjerner (systemer af to stjerner, der kredser om hinanden), der har fået deres navn, fordi hvis du skulle kortlægge deres lysstyrke over tid, resultatet ville ligne et elektrokardiogram, en graf over hjertets elektriske aktivitet. Forskere er interesserede i dem, fordi de er binære systemer i aflange elliptiske baner. Dette gør dem til naturlige laboratorier til at studere stjerners gravitationsvirkninger på hinanden.

I et hjerteslag stjernesystem, afstanden mellem de to stjerner varierer drastisk, når de kredser om hinanden. Hjerteslagsstjerner kan komme så tæt som et par stjerneradier på hinanden, og så langt som 10 gange den afstand i løbet af en bane.

På tidspunktet for deres nærmeste møde, stjernernes indbyrdes tyngdekraft får dem til at blive en smule ellipseformet, hvilket er en af ​​grundene til, at deres lys er så varierende. Dette er den samme type "tidevandskraft", der forårsager havvande på Jorden. Ved at studere hjerteslagstjerner, astronomer kan få en bedre forståelse af, hvordan dette fænomen virker for forskellige slags stjerner.

Tidevandskræfter får også hjerteslagsstjerner til at vibrere eller "ringe" - med andre ord, stjernernes diametre svinger hurtigt, når de kredser om hinanden. Denne effekt er mest mærkbar på det punkt, hvor man nærmer sig.

"Du kan tænke på stjernerne som klokker, og én gang hver kredsløbsrevolution, når stjernerne nærmer sig deres nærmeste, det er som om de slår hinanden med en hammer, " sagde Avi Shporer, NASA Sagan postdoc ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien, og hovedforfatter af en nylig undersøgelse om hjerteslagstjerner. "En eller begge stjerner vibrerer gennem deres kredsløb, og når de kommer tættere på hinanden, det er som om de ringer meget højt."

Kepler, nu i sin K2-mission, opdaget et stort antal hjerteslagstjerner i løbet af de sidste mange år. En undersøgelse fra 2011 diskuterede en stjerne kaldet KOI-54, der viser en stigning i lysstyrke hver 41,8 dag. I 2012 en efterfølgende undersøgelse karakteriserede 17 yderligere objekter i Kepler-dataene og kaldte dem "hjerteslagsstjerner." For at karakterisere disse unikke systemer, yderligere data og forskning var påkrævet.

Shporers studie, offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift , målte kredsløbene for 19 hjerteslagsstjernesystemer - den største batch nogensinde karakteriseret i en enkelt undersøgelse. Forfatterne fulgte op på kendte hjerteslagstjerner, tidligere identificeret af Kepler-missionen. Specifikt, de brugte et instrument på W.M. Keck Observatory-teleskop på Hawaii kaldet High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES), som måler bølgelængderne af indkommende lys, som strækkes ud, når en stjerne bevæger sig væk fra os og kortere i bevægelse mod os. Denne information gør det muligt for astronomer at beregne hastigheden af ​​objekterne langs sigtelinjen, og mål formen på banen.

"Vi fandt ud af, at hjerteslagsstjernerne i vores prøve har en tendens til at være varmere end solen og større end solen, " sagde Shporer. "Men det er muligt, at der er andre med forskellige temperaturområder, som vi endnu ikke har målt."

Undersøgelsesforfattere postulerer også, at nogle binære systemer af hjerteslagsstjerner kunne have en tredje stjerne i systemet, som endnu ikke er blevet opdaget, eller endda en fjerde stjerne.

"Alene eksistensen af ​​hjerteslagsstjerner er lidt af et puslespil, " sagde Susan Mullally (tidligere Thompson), en SETI Institute-forsker, der arbejder for Kepler-missionen ved NASAs Ames Research Center i Moffett Field, Californien, og medforfatter til undersøgelsen. "Al tidevandsstrækningen af ​​disse hjerteslagsstjerner burde hurtigt have fået systemet til at udvikle sig til en cirkulær bane. En tredje stjerne i systemet er en måde at skabe den meget udstrakte, elliptiske baner, vi observerer."

Forskere forfølger i øjeblikket opfølgende undersøgelser for at søge efter tredjestjernes komponenter i hjerteslagsstjernesystemer.

"Vi ser frem til fortsat samarbejde mellem jord- og rumobservatorier for bedre at forstå hjerteslagsstjernernes komplekse indre funktioner, " sagde Shporer.