Penemuan “bintang rangkap tiga” mengguncang teori evolusi bintang

Para peneliti telah membuat penemuan inovatif yang menunjukkan bahwa bintang Be berukuran besar, yang dikenal dengan cakram gasnya yang khas, kemungkinan besar merupakan bagian dari sistem bintang rangkap tiga, bukan sistem biner seperti yang diperkirakan sebelumnya. Penemuan ini, berdasarkan data dari satelit Gaia, menantang teori pembentukan bintang yang ada dan memiliki implikasi penting untuk memahami fenomena astronomi yang lebih luas seperti lubang hitam, bintang neutron, dan gelombang gravitasi.

Sebuah studi perintis yang dilakukan oleh para ilmuwan Universitas Leeds menunjukkan bahwa bintang Be adalah bagian dari sistem bintang rangkap tiga, bukan sistem biner seperti yang diperkirakan sebelumnya. Hasil yang diperoleh dari data satelit Gaia ini menantang teori pembentukan bintang tradisional dan dapat memengaruhi pengetahuan kita tentang lubang hitam, bintang neutron, dan bintang neutron. Gelombang gravitasi.

Penemuan baru yang inovatif oleh para ilmuwan Universitas Leeds dapat mengubah cara para astronom memahami beberapa bintang terbesar dan paling umum di alam semesta.

Penelitian yang dilakukan oleh mahasiswa PhD Jonathan Dodd dan Profesor René Odemeyer, dari Fakultas Fisika dan Astronomi universitas tersebut, menunjukkan bukti baru yang menarik bahwa bintang Be masif – yang sampai sekarang dianggap ada di bintang ganda – sebenarnya bisa jadi ‘tiga kali lipat’.

Penemuan luar biasa ini dapat merevolusi pemahaman kita tentang objek – bagian dari bintang B – yang merupakan “uji coba” penting untuk mengembangkan teori tentang bagaimana bintang berevolusi secara umum.

Kesan seniman terdiri dari bintang yang dilingkari cakram (bintang “vampir”; latar depan) dan bintang pendamping yang bagian luarnya (latar belakang) dilucuti. Kredit: ISO/L. Calada

Alam Menjadi Bintang

Bintang-bintang dikelilingi oleh piringan berbeda yang terbuat dari gas – mirip dengan cincin Saturnus Di tata surya kita sendiri. Meskipun bintang Be telah dikenal selama sekitar 150 tahun – pertama kali diidentifikasi oleh astronom terkenal Italia Angelo Cecchi pada tahun 1866 – hingga kini belum ada yang mengetahui bagaimana bintang tersebut terbentuk.

Konsensus di kalangan astronom sejauh ini adalah bahwa piringan tersebut terbentuk karena rotasi cepat bintang Be, dan hal ini mungkin disebabkan oleh interaksi bintang tersebut dengan bintang lain dalam sistem biner.

Kesan artis tentang bintang vampir (kiri) yang mencuri barang dari korbannya. Kredit: iso/m. Kornmesser/SE de Mink

Deteksi sistem rangkap tiga

“Referensi terbaik untuk hal ini adalah jika Anda pernah menonton Star Wars, ada planet yang memiliki dua matahari,” kata Mr. Dodd, penulis makalah tersebut.

Namun kini, dengan menganalisis data dari satelit Gaia milik Badan Antariksa Eropa, para ilmuwan mengatakan mereka telah menemukan bukti bahwa bintang-bintang ini sebenarnya ada dalam sistem rangkap tiga – dengan tiga objek yang berinteraksi, bukan hanya dua.

Mr Dodd menambahkan: “Kami mengamati cara bintang-bintang bergerak melintasi langit malam, dalam periode yang lebih lama seperti 10 tahun, dan periode yang lebih pendek sekitar enam bulan. Jika sebuah bintang bergerak dalam garis lurus, kita tahu hanya ada satu bintang, tetapi jika ada lebih dari satu bintang, kita akan melihat sedikit goyangan, atau paling banter, pusaran.

“Kami menerapkan hal ini pada dua kelompok bintang yang kami lihat – bintang B dan bintang Be – dan yang kami temukan, yang membingungkan, adalah bahwa pada awalnya bintang Be tampaknya memiliki tingkat pengiring yang lebih rendah daripada bintang B. Ini menarik karena kami berharap mereka memiliki tingkat yang lebih tinggi.

Namun, peneliti utama Profesor Odemeyer mengatakan: “Fakta bahwa kita tidak melihatnya mungkin karena mereka sekarang terlalu redup untuk dideteksi.”

Perpindahan massal

Para peneliti kemudian melihat kumpulan data yang berbeda, mencari bintang pendamping yang jauh, dan menemukan bahwa pada jarak pemisahan yang lebih besar, kecepatan bintang pendamping sangat mirip antara bintang B dan Be.

Dari sini, mereka dapat menyimpulkan bahwa dalam banyak kasus, bintang ketiga muncul, memaksa pasangannya lebih dekat ke bintang Be – cukup dekat sehingga massa dapat dipindahkan dari satu bintang ke bintang lainnya dan membentuk piringan bintang Be yang berbeda. Hal ini juga dapat menjelaskan mengapa kita tidak melihat teman-teman ini lagi; Ia menjadi terlalu kecil dan redup untuk dideteksi setelah bintang “vampir” Be menyerap sebagian besar massanya.

Dampak astronomi yang lebih luas

Penemuan ini bisa berdampak besar pada bidang astronomi lainnya, termasuk pemahaman kita tentang lubang hitam, bintang neutron, dan sumber gelombang gravitasi.

Profesor Odemeijer berkata: “Saat ini sedang terjadi revolusi dalam fisika seputar gelombang gravitasi. Kami baru mengamati gelombang gravitasi ini selama beberapa tahun, dan diketahui bahwa gelombang tersebut disebabkan oleh penggabungan lubang hitam.

“Kita tahu bahwa benda-benda misterius ini – lubang hitam dan bintang neutron – ada, tapi kita tidak tahu banyak tentang bintang apa yang akan mereka jadikan. Temuan kami memberikan petunjuk untuk memahami sumber gelombang gravitasi ini.

Dia menambahkan: “Selama sekitar satu dekade terakhir, para astronom telah menemukan bahwa biner adalah elemen yang sangat penting dalam evolusi bintang. Kami sekarang lebih mengarah pada gagasan bahwa ini lebih rumit dari itu, dan bahwa bintang rangkap tiga perlu diperhitungkan.

“Faktanya, angka bertiga sudah menjadi angka dua yang baru,” kata Odemeijer.

Referensi: “Gaia “Ketidaksamaan biner bintang B dan Be terungkap dalam skala kecil: bukti perpindahan massa yang menyebabkan fenomena Be” oleh Jonathan M. Dowd, Rene D. Odemeijer, Isaac C. Radley, Miguel Feuc, dan Abigail J. Frost, 12 Oktober 2023, Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.
doi: 10.1093/mnras/stad3105

Tim di balik penemuan ini termasuk mahasiswa PhD Mr Dodd dan Profesor O’Demeyer dari Leeds, bersama dengan mahasiswa PhD Universitas Leeds Isaac Radley dan dua mantan akademisi Leeds Dr Miguel Fiock dari Observatorium ALMA di Chili dan Dr Abigail Frost dari Observatorium Eropa. Observatorium Selatan di Chili. Tim ini mendapat dana dari Science and Technology Facilities Council (STFC).