Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã lập danh mục 126 năm những thay đổi đối với HS Hydra, một hệ sao đôi đang tiến hóa hiếm có. Phân tích các quan sát từ các tấm ảnh thiên văn vào cuối những năm 1800 đến các quan sát TESS vào năm 2019, chúng cho thấy rằng hai ngôi sao trong HS Hydra bắt đầu làm nhật thực lẫn nhau khoảng một thế kỷ trước, đạt cực đại vào những năm 1960. Mức độ lu mờ sau đó đã giảm mạnh trong vòng nửa thế kỷ và sẽ chấm dứt vào khoảng tháng 2 năm 2021.
Mặt trời là ngôi sao duy nhất trong hệ thống của chúng ta. Nhưng nhiều điểm sáng trong bầu trời đêm của chúng ta không cô đơn như vậy. Theo một số ước tính, hơn 3/4 tất cả các ngôi sao tồn tại dưới dạng các ngôi sao nhị phân – với một người bạn đồng hành – hoặc trong các mối quan hệ thậm chí phức tạp hơn. Các ngôi sao ở gần nhau có thể có tác động đáng kể đến những người xung quanh của chúng. Chúng có thể tách vật chất ra khỏi nhau, hợp nhất hoặc xoắn chuyển động của nhau trong vũ trụ.
Và đôi khi những thay đổi đó diễn ra trong một vài thế hệ.
Đó là điều mà một nhóm các nhà thiên văn học từ Đại học Washington, Đại học Western Washington và Đại học California, Irvine đã phát hiện ra khi họ phân tích hơn 125 năm quan sát thiên văn của một sao đôi gần đó được gọi là HS Hydra. Hệ thống này được gọi là hệ nhị phân làm lu mờ: Từ Trái đất, hai ngôi sao dường như đi qua nhau – hoặc làm nhật thực lẫn nhau – khi chúng quay quanh một trọng tâm chung. Nhật thực khiến lượng ánh sáng phát ra từ bản nhị phân bị mờ đi theo chu kỳ.
Vào ngày 11 tháng 1 tại cuộc họp lần thứ 237 của Hiệp hội Thiên văn Hoa Kỳ, nhóm nghiên cứu đã báo cáo những thay đổi đáng giá hơn một thế kỷ đối với nhật thực của các ngôi sao trong HS Hydra. Hai ngôi sao bắt đầu nhật thực với số lượng nhỏ bắt đầu từ khoảng một thế kỷ trước, tăng lên gần như nhật thực vào những năm 1960. Mức độ lu mờ sau đó đã giảm mạnh trong vòng nửa thế kỷ và sẽ chấm dứt vào khoảng tháng 2 năm 2021.
James Davenport, trợ lý giáo sư nghiên cứu về thiên văn học tại UW và là phó giám đốc Viện DIRAC của UW, cho biết: “Có một ghi chép lịch sử về các quan sát của HS Hydra về cơ bản trải dài trong thiên văn học hiện đại – bắt đầu từ các tấm ảnh chụp vào cuối thế kỷ 19 thông qua các hình ảnh vệ tinh được chụp vào năm 2019. Bằng cách đi sâu vào các hồ sơ đó, chúng tôi đã ghi lại toàn bộ sự lên xuống của điều này”.
Nhật thực của hai ngôi sao tạo nên HS Hydra đang thay đổi bởi vì một thiên thể khác – rất có thể là ngôi sao đồng hành thứ ba, không được quan sát – đang quay hướng của sao đôi đối với Trái đất. Theo Davenport, những hệ thống như thế này, được gọi là các hệ nhị phân đang tiến hóa, rất hiếm, chỉ có khoảng một tá được biết đến cho đến nay. Việc xác định loại nhị phân này đòi hỏi nhiều quan sát để tìm kiếm những thay đổi lâu dài về mức độ mờ, điều này sẽ chỉ ra rằng hướng của nhị phân thay đổi theo thời gian.
HS Hydra có thành tích quan sát như vậy vì ở cách xa 342 năm ánh sáng, nó là một hệ tương đối gần và sáng và hai ngôi sao quay quanh nhau 1,5 ngày một lần. Các nhà khoa học lần đầu tiên báo cáo rằng HS Hydra là một sao đôi nhật thực vào năm 1965. Trong một bài báo năm 2012, các nhà thiên văn học có trụ sở tại Thụy Sĩ và Cộng hòa Séc báo cáo rằng lượng mờ từ HS Hydra giảm từ năm 1975 đến năm 2008, cho thấy hai ngôi sao đang lu mờ nhỏ hơn các phần nhỏ hơn của nhau theo thời gian. Nhóm nghiên cứu cũng dự đoán rằng nhật thực sẽ kết thúc vào khoảng năm 2022.
Davenport và nhóm của ông đã đăng ký HS Hydra bằng cách sử dụng các quan sát của hệ thống vào năm 2019 bởi Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh Quá cảnh của NASA, hay TESS. Họ chỉ nhìn thấy ánh sáng giảm 0,0075 độ richter từ HS Hydra, một dấu hiệu cho thấy hai ngôi sao hầu như không bao phủ nhau trong các lần nhật thực. Để so sánh, nhật thực vào năm 1975 đã giảm hơn 0,5 độ richter.
Davenport cho biết: “50 năm trước, hai ngôi sao này gần như hoàn toàn che khuất nhau. Vào đầu thế kỷ 21, mức độ nhật thực là khoảng 10% và trong những lần quan sát gần đây nhất từ năm 2019, chúng hầu như không trùng nhau”.
Với những dữ liệu mới này, nhóm nghiên cứu dự đoán rằng nhật thực HS Hydra sẽ chấm dứt vào khoảng tháng 2 năm 2021.
Các quan sát từ những năm 1960 đến năm 2019 đã liệt kê sự suy giảm của HS Hydra như một nhị phân lu mờ đang phát triển. Nhưng Davenport và nhóm của ông cũng phát hiện ra bằng chứng cho sự gia tăng của nó. Digital Access to a Sky Century tại Harvard, hay DASCH, là một danh mục kỹ thuật số dữ liệu trắc quang được lấy từ các tấm ảnh chiêm tinh trị giá hơn một thế kỷ tại Đại học Harvard. Nhóm nghiên cứu đã khai thác hồ sơ này và tìm thấy các quan sát của HS Hydra từ năm 1893 đến năm 1955 mà họ có thể phân tích để tìm kiếm các dấu hiệu mờ.
Các nhà nghiên cứu đã chia nhỏ các quan sát của DASCH về HS Hydra theo thập kỷ. Từ cuối thế kỷ 19 đến thập niên 20, HS Hydra cho thấy độ mờ không thể đo lường được. Nhưng mọi thứ bắt đầu thay đổi vào những năm 1930, nơi họ đo được độ sáng giảm 0,1 độ richter. Mức độ mờ đã tăng lên trong những năm 1940 và đạt đỉnh vào những năm 1950 với độ sáng giảm 0,5 độ richter.
Dựa trên lịch sử 126 năm quan sát của HS Hydra, nhóm dự đoán rằng hệ thống sẽ bắt đầu lu mờ một lần nữa vào khoảng năm 2195. Tuy nhiên, giả định rằng người bạn đồng hành thứ ba – mà các nhóm khác đã dự đoán là một ngôi sao lùn M nhỏ, mờ ngôi sao – vẫn tiếp tục hoạt động như cho đến nay.
Davenport nói: “Chúng tôi sẽ không biết chắc chắn trừ khi chúng tôi tiếp tục tìm kiếm. “Điều tốt nhất chúng ta có thể nói ngay bây giờ là HS Hydra đã thay đổi liên tục trong quá trình thiên văn học hiện đại.”
Các nhiệm vụ như TESS có khả năng sẽ xác định nhiều nhị phân lu mờ đang phát triển hơn trong những năm tới. Điều này sẽ mở ra cơ hội mới cho các nhà thiên văn học để hiểu cách các hệ thống sao được xây dựng, cũng như cách chúng thay đổi theo thời gian – cho dù chúng là các hệ thống bận rộn, năng động như HS Hydra hay các hệ thống yên tĩnh hơn như của chúng ta.
Đồng tác giả của bài báo là sinh viên tốt nghiệp UW Diana Windemuth và Jessica Birky; Nhà nghiên cứu Karen Warmbein của UW; Erin Howard tại Đại học Western Washington; và Courtney Klein tại UC Irvine. Nghiên cứu được tài trợ bởi NASA, Quỹ Khoa học Quốc gia, Quỹ Heising-Simons, Công ty Nghiên cứu Tiến bộ Khoa học, Viện DIRAC, Khoa Thiên văn UW, Quỹ Charles và Lisa Simonyi về Nghệ thuật và Khoa học và Quỹ Nghiên cứu Washington .
Người giới thiệu:
* “Sự trỗi dậy và sụp đổ của một ngôi sao nhị phân đáng chú ý”, được trình bày bởi James Davenport (Đại học Washington), AAS 237, ngày 11 tháng 1 năm 2021, Phiên 133.06 (Hệ thống sao nhị phân I)
* Họp báo AAS “Các ngôi sao & Tinh vân I”, Thứ Năm, ngày 14 tháng 1 năm 2021 lúc 4:30 chiều Giờ Miền Đông Hoa Kỳ (1:30 chiều Giờ Thái Bình Dương Hoa Kỳ)
Số cấp: NSF BPC-A # 1246649, NSF DGE-1839285, NSF DGE-1762114, NSF AST-0407380, NSF AST-0909073, NSF AST-1313370.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Washington cung cấp . Bản gốc do James Urton viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Đa phương tiện liên quan :