Periodično utripanje svetlobe v nekaterih zvezdnih sistemih je že skoraj pol stoletja ena izmed nerešenih ugank sodobne astronomije. Gre za pojav, ki ga astronomi poznajo kot „supergrbe“ – drobna, a redna nihanja svetlosti v posebnih dvojnih zvezdnih sistemih, imenovanih kataklizmične spremenljivke.
Zdaj raziskava, ki jo vodi Univerza v Nevadi v Las Vegasu (UNLV), ponuja novo razlago tega pojava – in s tem odpira drugačen pogled na dinamiko teh ekstremnih vesoljskih sistemov.
Kataklizmične spremenljivke so sistemi, v katerih ena zvezda – bela pritlikavka – dobesedno „požira“ material svoje spremljevalke. Ta snov se spiralno steka proti njej in tvori akrecijski disk, ki je vir različnih svetlobnih izbruhov. Med najbolj znanimi so klasične nove, kratkotrajni izbruhi, zaradi katerih sistem za nekaj časa zasije kot nova zvezda.
Pojav, ki se ni ujemal s teorijo
Kljub napredku opazovanj je en vidik teh sistemov ostajal nepojasnjen. Supergrbe, ki so jih prvič zaznali v 70. letih, se pojavljajo v nekoliko drugačnih časovnih intervalih, kot bi jih pričakovali glede na gibanje zvezd v sistemu. Lahko so nekoliko daljše ali krajše od orbitalnega obdobja, kar je dolgo kazalo na zapletenejšo dinamiko v akrecijskem disku.
Prevladovala je razlaga, da je disk rahlo nagnjen in se giblje podobno kot vrtavka. A ta model je imel očitno pomanjkljivost – ni znal prepričljivo pojasniti, zakaj bi se disk sploh nagnil in kako bi takšno stanje obstalo.
Nova raziskava, objavljena 23. marca v reviji The Astrophysical Journal Letters, ponuja drugačen odgovor.
Disk ni nagnjen – ampak raztegnjen
Ekipa raziskovalcev predlaga, da akrecijski disk ni nujno nagnjen, temveč lahko postane ekscentričen – torej rahlo podolgovat namesto popolnoma krožen. Tak disk se sčasoma začne počasi vrteti v nasprotni smeri orbitalnega gibanja, kar naravno povzroči opazovane spremembe svetlosti.
Po tej razlagi negativne supergrbe nastanejo brez potrebe po dodatnih predpostavkah o nagibu diska.
„Kataklizmične spremenljivke so človeškemu očesu vidne že stoletja, in kar se je začelo kot opazovanje utripajoče luči na nebu, se je kasneje izkazalo za eno zvezdo, ki je požirala drugo zvezdo,“ je pojasnil David Vallet, glavni avtor raziskave. „Menimo, da model ekscentričnega diska odpravlja ključne pomisleke starega modela in pojasnjuje, zakaj so negativne supergrbe tako pogoste v različnih sistemih.“
Kaj to pomeni za razumevanje vesolja
Nova razlaga odpira tudi dodatna vprašanja. Raziskovalci ugotavljajo, da bi lahko v določenih razmerah v istem sistemu hkrati obstajale tako pozitivne kot negativne supergrbe, kar bi lahko dodatno zapletlo – ali pa razjasnilo – sliko teh pojavov.
Model namiguje tudi, da bi lahko struktura diska vplivala na to, kako se energija in masa porazdeljujeta v sistemu, kar ima širše posledice za razumevanje razvoja zvezdnih sistemov.
Naslednji korak bodo podrobnejše numerične simulacije, s katerimi bodo poskušali napovedi modela primerjati z dejanskimi opazovanji.
„Vsak delček te sestavljanke povečuje naše znanje o mehanizmih, ki poganjajo evolucijo našega vesolja,“ je dodal Vallet.
