Một hoặc hai lần một ngày, một vật thể lạ trong Dải Ngân hà nhấp nháy với chúng tôi. Bây giờ, các nhà thiên văn học nghĩ rằng họ biết tại sao.
Vật thể này được gọi là NGTS-7 và đối với hầu hết các kính thiên văn, nó trông giống như một ngôi sao duy nhất. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Warwick ở Anh bắt đầu theo dõi vì dường như nó đang phát ra pháo sáng, nhưng khi kiểm tra kỹ hơn họ nhận thấy rằng ánh sao của nó mờ đi nhanh chóng cứ sau 16,2 giờ. Khi các nhà thiên văn phóng to, họ nhận ra rằng thực sự có hai ngôi sao có kích thước tương tự nhau trong hệ thống và chỉ có một trong số chúng mờ đi một cách ngắn gọn theo cách đó - cho thấy rằng có một thứ gì đó tối xung quanh hoặc ngay trên bề mặt của ngôi sao. Bây giờ, trong một bài báo đăng trên tạp chí arXiv, các nhà thiên văn học đưa ra lời giải thích: Một sao lùn nâu đang quay quanh một trong những ngôi sao, trong một quỹ đạo chặt chẽ đến mức chỉ mất 16,2 giờ để hoàn thành.
Thật ấn tượng khi các nhà thiên văn học tham gia có thể phân tích tín hiệu phức tạp từ hệ thống này, giải quyết nơi ánh sáng xen kẽ từ sao lùn nâu và hai ngôi sao nhỏ, ban đầu đến từ, Hugh Osborn, một nhà thiên văn học tại Labouratoireststysysique de Marseille ở Pháp, người không tham gia nghiên cứu.
Để kéo nó ra, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một kỹ thuật tương tự như được sử dụng để phát hiện các ngoại hành tinh: Đo cách ánh sáng giảm xuống khi sao lùn nâu đi qua giữa ngôi sao chủ và Trái đất. Sự nhúng này đại diện cho tín hiệu của "quá cảnh": nhật thực một phần, ngắn ngủi của một ngôi sao bởi một cái gì đó quá nhỏ và mờ để nhìn trực tiếp, thậm chí thông qua một kính viễn vọng mạnh mẽ.
"Phát hiện hệ thống này có lẽ là một chút dễ dàng", Osborn nói với Live Science. "Vì ngôi sao quá nhỏ và sao lùn nâu tương đối lớn, tín hiệu quá cảnh thực sự lớn hơn khoảng 10 lần so với".
Nhưng một khi bạn phát hiện tín hiệu quá cảnh, bạn phải hiểu ý nghĩa của nó. Đó là khó khăn vì tín hiệu quá cảnh lùn nâu là lạ. Đối với một điều, họ có xu hướng phát sáng mờ nhạt từ sức nóng bên trong và sức nóng của các ngôi sao gần đó.
"Nhiệt độ của sao lùn nâu điển hình là một nơi nào đó giữa nước ấm, sẽ xuất hiện màu đen đối với mắt chúng ta và lửa trại, sẽ phát sáng màu đỏ mờ", Osborn nói. "Trong trường hợp, sao lùn nâu đang được sưởi ấm bởi ngôi sao mà nó quay quanh, có nghĩa là ban ngày vật thể sẽ nóng đỏ. Mặt đêm sẽ tối hơn, nhưng một phần nhiệt này sẽ bị gió cuốn đi, sưởi ấm nó lên. "
Kế toán cho tất cả các yếu tố khác nhau này để tìm ra những gì bạn đang thực sự xem là thách thức đối với các nhà thiên văn học, Osborn nói.
Bất kỳ phát hiện của một sao lùn nâu là thú vị, Osborn nói. Các vật thể lớn hơn vài chục lần so với Sao Mộc hoặc các nhà ngoại hành tinh lớn thường phát hiện, nhưng không đủ nặng để phát sáng với phản ứng tổng hợp hạt nhân như một ngôi sao. Vì kích thước lớn của chúng, chúng có thể dễ dàng phát hiện ra phía trước các ngôi sao, Osborn nói. Nhưng chúng rất hiếm: Ít hơn 20 đã từng được phát hiện quá cảnh trước những ngôi sao như thế này và chỉ có khoảng 1.000 được phát hiện ở những nơi khác trong thiên hà. So sánh, các nhà thiên văn học đã tìm thấy hàng ngàn ngoại hành tinh. Vì lý do đó, các nhà thiên văn học nói về việc có một loại "sa mạc lùn nâu", ít nhất là trong khu vực không gian mà chúng ta có thể quan sát rõ ràng.
"Việc chúng tôi có rất ít trong số họ phải là vì chúng cực kỳ hiếm, và không phải vì chúng tôi đơn giản là đã bỏ lỡ chúng", Osborn nói.
Điều này đặc biệt kỳ lạ, ngay cả đối với một sao lùn nâu, do nó gần với ngôi sao chủ của nó, Osborn nói.
Nó dường như đã bị đẩy vào quỹ đạo chặt chẽ của nó bởi trọng lực từ ngôi sao khác trong hệ thống.
Bây giờ, nó được đồng bộ hóa hoàn hảo với ngôi sao chủ của nó, với hai vật thể quay và quay quanh sao cho một bên của hành tinh luôn phải đối mặt với một bên của ngôi sao, như thể chúng được kết nối bằng một chuỗi.
Thật thú vị, Osborn nói, "quỹ đạo của sao lùn nâu dường như đã 'quay tròn' quỹ đạo của ngôi sao."
Vệ tinh thường không có hiệu ứng này trên các ngôi sao chủ của chúng, Osborn nói thêm.
Các nhà nghiên cứu có thể cho biết hai vật thể được đồng bộ hóa theo cách này bởi vì các bóng khác trên bề mặt của ngôi sao đó, có thể là các vết đen mặt trời, dường như cùng quay trên cùng một chu kỳ 16,2 giờ trong một số quan sát. (Đây là nhiều mánh khóe khiến cho việc phân tích này trở nên khó khăn.)
Theo thời gian, các nhà nghiên cứu đã viết, lực từ của ngôi sao chủ sẽ làm chậm quỹ đạo của sao lùn nâu, khiến quỹ đạo co lại và quá cảnh xảy ra thường xuyên hơn. Cuối cùng, trong một tương lai không xa (ít nhất là về mặt sao), quỹ đạo của sao lùn nâu sẽ sụp đổ hoàn toàn và nó sẽ rơi vào ngôi sao chủ của nó. Màn trình diễn pháo hoa kết quả - hình ảnh một quả bóng bowling ấm áp đập vào một quả bóng nước khổng lồ bằng plasma siêu nóng - sẽ rất ngoạn mục đối với các nhà thiên văn học còn sống khi nó xảy ra.
Trong khi đó, Osborn nói, anh muốn thấy các nhà nghiên cứu kiểm tra kỹ xem hai ngôi sao thực sự trong hệ thống có thực sự bị khóa với nhau trên quỹ đạo rộng hơn của chúng không.
