Eclipsing ระบบดาวคู่นั้นค่อนข้างพบได้ทั่วไปในจักรวาลของเรา สำหรับผู้สังเกตการณ์ทั่วไประบบเหล่านี้มีลักษณะเป็นดาวดวงเดียว แต่จริงๆแล้วประกอบด้วยดาวสองดวงที่โคจรรอบกันอย่างใกล้ชิด การศึกษาระบบเหล่านี้เปิดโอกาสให้นักดาราศาสตร์วัดคุณสมบัติพื้นฐานโดยตรง (เช่นมวลและรัศมี) ของระบบเหล่านี้ตามองค์ประกอบที่เป็นตัวเอก
เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมนักดาราศาสตร์ชาวบราซิลสังเกตเห็นได้ยากในทางช้างเผือกซึ่งเป็นดาวแคระขาวที่ประกอบด้วยดาวแคระขาวและดาวแคระน้ำตาลมวลต่ำ ที่ผิดปกติยิ่งกว่านั้นคือความจริงที่ว่าวงจรชีวิตของดาวแคระขาวนั้นดูเหมือนจะถูกตัดให้สั้นลงก่อนที่คู่หูของดาวแคระสีน้ำตาลจะตายซึ่งทำให้เกิดการตายก่อนกำหนดโดยค่อย ๆ ดูดสารออกไปและ“ หิวโหย” จนตาย
การศึกษาซึ่งมีรายละเอียดการค้นพบของพวกเขาชื่อว่า“ HS 2231 + 2441: ระบบ HW Vir ที่ประกอบด้วยดาวแคระขาวมวลต่ำและดาวแคระน้ำตาล” เพิ่งถูกตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ ประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์. ทีมนำโดย Leonardo Andrade de Almeida เพื่อนหลังปริญญาเอกจากสถาบันดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยSãoเปาโลธรณีฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์บรรยากาศ (IAG-USP) พร้อมด้วยสมาชิกจากสถาบันวิจัยอวกาศแห่งชาติ (MCTIC) และ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐ Feira de Santana
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมได้ทำการสำรวจระบบดาวคู่ระหว่างปี 2005 และ 2013 โดยใช้หอดูดาว Pico dos Dias ในบราซิล ข้อมูลนี้จะถูกรวมเข้ากับข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์วิลเลียมเฮอร์เชลซึ่งตั้งอยู่ใน Observatorio del Roque de los Muchachos บนเกาะ La Palma ระบบนี้รู้จักในชื่อ HS 2231 + 2441 ประกอบด้วยดาวแคระขาวและดาวแคระน้ำตาล
ดาวแคระขาวซึ่งเป็นระยะสุดท้ายของดาวกลางหรือมวลต่ำนั้นเป็นดาวฤกษ์ที่เหลืออยู่หลังจากดาวฤกษ์ได้หมดไฮโดรเจนและเชื้อเพลิงฮีเลียมแล้วก็พัดพาชั้นนอกออกไป ในทางกลับกันดาวแคระน้ำตาลเป็นวัตถุ substellar ที่มีมวลอยู่ระหว่างดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์ การค้นหาระบบเลขฐานสองที่ประกอบด้วยวัตถุทั้งสองเข้าด้วยกันในระบบเดียวกันนั้นเป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์ไม่เห็นทุกวัน
ดังที่ Leonardo Andrade de Almeida อธิบายไว้ในการแถลงข่าว FAPESP“ ระบบเลขฐานสองที่มีมวลต่ำนี้ค่อนข้างหายาก จนถึงปัจจุบันมีเพียงไม่กี่โหลเท่านั้นที่ได้รับการปฏิบัติ”
คู่ไบนารีเฉพาะนี้ประกอบด้วยดาวแคระขาวที่อยู่ระหว่างยี่สิบถึงสามสิบเปอร์เซ็นต์มวลดวงอาทิตย์ - 28,500 K (28,227 ° C; 50,840 ° F) - ในขณะที่ดาวแคระน้ำตาลประมาณ 34-36 เท่าของดาวพฤหัส สิ่งนี้ทำให้ HS 2231 + 2441 เป็นระบบไบนารี eclipsing ขนาดใหญ่ที่สุดที่มีการศึกษามาจนถึงปัจจุบัน
ในอดีตดาวแคระขาวเป็นดาวฤกษ์ปกติที่พัฒนาเร็วกว่าดาวฤกษ์เนื่องจากมันมีมวลมาก เมื่อมันหมดเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมันก็กลายเป็นแกนกลางฮีเลียมที่เผาไหม้ เมื่อมาถึงจุดนี้ดาวกำลังจะกลายเป็นดาวยักษ์แดงซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ออกจากช่วงลำดับหลักของพวกมัน สิ่งนี้น่าจะเป็นลักษณะของการขยายตัวครั้งใหญ่โดยมีเส้นผ่าศูนย์กลางเกิน 150 ล้านกม. (93.2 ล้านไมล์)
เมื่อมาถึงจุดนี้อัลไมด้าและเพื่อนร่วมงานของเขาสรุปว่ามันเริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับแรงดึงดูดกับดาวรอง (ดาวแคระน้ำตาล) ในขณะเดียวกันดาวแคระน้ำตาลก็เริ่มถูกดึงดูดและปกคลุมไปด้วยบรรยากาศของปฐมภูมิ (นั่นคือห่อหุ้ม) ซึ่งทำให้มันสูญเสียโมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจร ในที่สุดแรงดึงดูดอันทรงพลังก็แรงเกินกว่าแรงดึงดูดที่ห่อหุ้มห่อหุ้มไว้กับดาวฤกษ์ของมัน
เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นชั้นนอกของดาวฤกษ์ชั้นประถมเริ่มถูกแยกออกเปิดเผยแกนฮีเลียมและส่งสสารจำนวนมากไปยังดาวแคระน้ำตาล เนื่องจากการสูญเสียมวลนี้คนที่เหลือจึงเสียชีวิตอย่างมีประสิทธิภาพกลายเป็นดาวแคระขาว จากนั้นดาวแคระน้ำตาลก็เริ่มโคจรรอบดาวแคระขาวด้วยระยะเวลาการโคจรสั้นเพียงสามชั่วโมง ดังที่อัลไมด้าอธิบาย:
“ การถ่ายโอนมวลจากดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่านี้ไปยังวัตถุหลักไปสู่สหายของมันซึ่งเป็นวัตถุรองนั้นมีความรุนแรงและไม่เสถียรอย่างมากและมันก็กินเวลาไม่นาน…วัตถุรองซึ่งปัจจุบันกลายเป็นดาวแคระน้ำตาล ยังได้รับบางสิ่งบางอย่างเมื่อมันใช้ซองจดหมายร่วมกับวัตถุหลัก แต่ไม่เพียงพอที่จะกลายเป็นดาวดวงใหม่”
สถานการณ์นี้คล้ายกับสิ่งที่นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นในช่วงฤดูร้อนที่ผ่านมาขณะที่ศึกษาระบบดาวคู่ที่รู้จักกันในชื่อ WD 1202-024 ที่นี่ด้วยเช่นกันดาวแคระน้ำตาลถูกค้นพบโคจรรอบดาวแคระขาว ยิ่งไปกว่านั้นทีมที่รับผิดชอบในการค้นพบชี้ให้เห็นว่าดาวแคระน้ำตาลน่าจะถูกดึงเข้าใกล้ดาวแคระขาวมากขึ้นเมื่อเข้าสู่ช่วง Red Giant Branch (RGB)
เมื่อมาถึงจุดนี้ดาวแคระน้ำตาลก็หลุดออกจากชั้นบรรยากาศโดยเผยให้เห็นแกนกลางดาวแคระขาวที่ยังหลงเหลืออยู่ ในทำนองเดียวกันปฏิสัมพันธ์ของปฐมภูมิกับดาวแคระน้ำตาลก่อให้เกิดการตายของดาวฤกษ์ก่อนวัยอันควร ความจริงที่ว่าการค้นพบทั้งสองนี้ได้เกิดขึ้นภายในระยะเวลาอันสั้นนั้นค่อนข้างโชคดี เมื่อพิจารณาอายุของจักรวาล (ซึ่งมีอายุประมาณ 13.8 พันล้านปี) วัตถุที่ตายจะเกิดขึ้นในระบบเลขฐานสองเท่านั้น
ในทางช้างเผือกเพียงอย่างเดียวมีดาวมวลต่ำประมาณ 50% ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่ในขณะที่ดาวมวลสูงนั้นมีอยู่ในระบบดาวคู่เกือบทั้งหมด ในกรณีเหล่านี้ประมาณสามในสี่จะมีปฏิสัมพันธ์กับเพื่อนร่วมทางไม่ว่าจะเป็นการแลกเปลี่ยนมวลเร่งการหมุนเวียนและในที่สุดก็รวมเข้าด้วยกัน
ดังที่ Almeida ระบุไว้การศึกษาระบบเลขฐานสองนี้และสิ่งที่มันสามารถช่วยนักดาราศาสตร์ได้เข้าใจอย่างจริงจังว่าวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัดและร้อนแรงเช่นดาวแคระขาวก่อตัวอย่างไร “ ระบบไบนารีเสนอวิธีการโดยตรงในการวัดพารามิเตอร์หลักของดาวฤกษ์ซึ่งก็คือมวลของมัน” เขากล่าว “ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมระบบดาวคู่จึงมีความสำคัญต่อความเข้าใจวงจรชีวิตของดาว”
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการค้นพบดาวแคระขาวมวลต่ำ การค้นหาระบบเลขฐานสองที่พวกมันอยู่ร่วมกับดาวแคระน้ำตาลโดยหลัก ๆ แล้วเป็นดาวที่ล้มเหลวนั้นเป็นสิ่งหายากอีกชนิดหนึ่ง แต่ด้วยการค้นพบใหม่ทุกครั้งโอกาสที่จะศึกษาช่วงของความเป็นไปได้ในจักรวาลของเราเพิ่มขึ้น
