W XVII wieku astronomowie byli świadkami wielu gwiezdnych wydarzeń, które dowodziły, że gwiaździste niebo nie było „nieruchome i wieczne”. Dotyczyło to gwiazd, których jasność zmieniała się w czasie - alias. „Gwiazdy zmienne”. Do XX wieku skatalogowano wiele gwiazd zmiennych, a astronomowie także dostrzegli ich podklasy - w szczególności gwiazdy pęczniejące i kurczące się, zwane zmiennymi pulsującymi.
We wszystkich przypadkach stwierdzono, że te zmienne gwiazdy mają rytmiczne pulsacje, które były widoczne ze wszystkich stron. Ale ostatnie odkrycie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół potwierdziło, że istnieją gwiazdy zmienne, które mogą pulsować tylko z jednej strony. Ta pulsująca gwiazda, będąca częścią układu znanego jako HD 74423, znajduje się około 1500 lat świetlnych od Ziemi i jest pierwszą tego rodzaju.
Odkrycia dokonał zespół kierowany przez astronomów z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika (CAMK) w Warszawie, w skład Polski, a także członkowie Instytutu Astrofizyki i Badań Kosmicznych MIT Kavli (MKI), Instituto de Astrofísica de Canarias, Sydney Institute for Astronomy (SIfA) i wiele uniwersytetów. Badanie, które opisuje ich odkrycia, pojawiło się niedawno w czasopiśmie Astronomia przyrody.
Przez dziesięciolecia astronomowie teoretykowali o istnieniu gwiazd pulsujących, których oscylacje są widoczne tylko z jednej strony. Ale dopiero niedawno, dzięki obywatelom-naukowcom, którzy badali dane z polowania na egzoplanetę NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), znaleziono kandydata.
Niedługo potem obywatele-naukowcy skontaktowali się z prof. Saulem Rappaportem, badaczem z MIT Kavli Institute i osobą kontaktową w wysiłkach badawczych TESS. Wkrótce dołączył do niego międzynarodowy zespół astronomów, którzy również zajęci byli badaniem tej gwiazdy, która okazała się być częścią układu podwójnego.
System ten, znany jako HD 74423 i znajduje się 1500 lat świetlnych od Ziemi, składa się z białego karła, który jest około 1,7 razy większy od Słońca i towarzyszącego mu czerwonego karła typu M. Te dwie gwiazdy krążą wokół siebie w odstępie zaledwie 1,6 dnia, co ułatwiło ich wykrycie, gdy wykonują tranzyty (tam, gdzie przelatywały przed sobą względem obserwatora).
Gerald Handler, badacz z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika, był głównym autorem artykułu. Jak wyjaśnił w niedawnym komunikacie prasowym CAMK-PAN: „Znakomite dane z satelity TESS oznaczały, że mogliśmy obserwować zmiany jasności wynikające zarówno z odkształcenia grawitacyjnego gwiazdy, jak i pulsacji”.
Ku ich zaskoczeniu zespół zaobserwował, że siła pulsacji zależy od kąta, pod jakim obserwowana jest gwiazda, a także od odpowiedniej orientacji jej towarzysza czerwonej karły. Ostatecznie wszystkie drobne wahania jasności zaobserwowane przez zespół pojawiły się tylko wtedy, gdy ta sama półkula gwiazdy była skierowana w ich stronę.
W ten sposób astronomowie mogli z całą pewnością stwierdzić, że pulsacje zachodziły tylko z jednej strony tej gwiazdy. Zauważyli, że siła tych pulsacji zmieniała się w okresie prawie dwóch dni, dopasowując się do okresu orbit gwiazd. Na tej podstawie zespół wysunął teorię, że ciasna orbita tej pary binarnej powoduje, że wywierają one na siebie znaczne przyciąganie grawitacyjne.
Efekt ten zakłóciłby powierzchnie obu gwiazd i spowodowałby ich wydłużenie i ukształtowanie w kształcie kropli łzy, co spowodowałoby również skupienie impulsów elektromagnetycznych gwiazdy na jedną stronę. Jako dr Paulina Sowicka student CAMK PAN i współautor badania powiedział:
„Gdy gwiazdy binarne krążą wokół siebie, widzimy różne części pulsującej gwiazdy. Czasami widzimy stronę wskazującą na gwiazdę towarzyszącą, a czasem zewnętrzną twarz. ”
Już w latach 40. astronomowie przewidzieli, że może istnieć klasa gwiazd, w której bliski towarzysz wpływa na pulsacje. Również idea, że siły pływowe mogą powodować ruch osi pulsacji gwiazdy, była przedmiotem teorii astronomów od ponad 30 lat. Dzięki tym badaniom i wszystkim, którzy je umożliwili, istnieje wreszcie obserwacyjny dowód na te zjawiska (których dotychczas brakowało).
Profesor Don Kurtz, badacz z University of Central Lancashire (Wielka Brytania) i współautor badania, był bardzo podekscytowany znaleziskiem, którego szukał przez większą część swojej kariery. „Teoretycznie wiemy, że takie gwiazdy powinny istnieć od lat osiemdziesiątych” - powiedział. „Szukałem takiej gwiazdy od prawie 40 lat, a teraz w końcu ją znaleźliśmy”.
Ekscytujące jest również to, że odkrycie to wcale nie będzie ostatnie w swoim rodzaju. W rzeczywistości, jak z pewnością dodał prof. Rappaport: „Poza jego pulsacjami nie wydaje się, aby w tym systemie było coś specjalnego, więc spodziewamy się, że w danych TESS znajdzie się znacznie więcej ukrytych danych!”
Wreszcie, odkrycie to jest ekscytujące ze względu na sposób, w jaki zgromadził najnowszą misję naukową, obywatelskich naukowców i profesjonalnych badaczy, aby dokonać ważnego odkrycia. Jest to świadectwo obecnej epoki astronomii i eksploracji przestrzeni kosmicznej, która jak nigdy dotąd korzysta z udostępniania danych i udziału społeczeństwa.
