I det 17. århundrede var astronomer vidne til mange stjernebegivenheder, der beviste, at den stjernehimmel ikke var "fast og evig." Dette omfattede stjerner, hvis lysstyrke varierede over tid - alias. “Variable stjerner.” I det 20. århundrede var der blevet katalogiseret mange variable stjerner, og astronomer har også skelnet undergrupper af dem - især stjerner, der kvælder og krymper, kendt som pulserende variabler.
I alle tilfælde viste det sig, at disse variable stjerner havde rytmiske pulsationer, der var synlige fra alle sider. Men en nylig opdagelse fra et internationalt hold har bekræftet, at der er variable stjerner, der kun kan impulsere fra en side. Denne pulserende stjerne, en del af et system kendt som HD 74423, er placeret omkring 1.500 lysår fra Jorden og er den første af sin art, der findes.
Opdagelsen blev foretaget af et team ledet af astronomer fra Nicolaus Copernicus Astronomical Center (CAMK) i Warszawa, Polen, og omfattede medlemmer fra MIT Kavli Institut for Astrofysik og Rumforskning (MKI), Instituto de Astrofísica de Canarias, Sydney Institut for Astronomi (SIfA) og flere universiteter. Undersøgelsen, der beskriver deres fund for nylig, blev vist i tidsskriftet Naturastronomi.
I årtier har astronomer teoretiseret om eksistensen af pulserende stjerner, hvis svingninger er synlige fra kun den ene side. Men det var først for nylig takket være borgerforskere, der undersøgte data fra NASAs eksoplanetjagt Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), at der blev fundet en kandidat.
Kort derefter kontaktede borgerforskerne prof. Saul Rappaport, en forsker med MIT Kavli-instituttet og kontaktpersonen for TESS-forskningsindsatsen. Inden længe fik han tilknytning til et internationalt team af astronomer, der også havde travlt med at studere denne stjerne, som blev afsløret for at være en del af et binært system.
Dette system, der er kendt som HD 74423 og ligger 1.500 lysår fra Jorden, består af en hvid dværg, der er cirka 1,7 gange solens masse og en R-dværg-ledsager af typen M. Disse to stjerner kredser om hinanden med en periode på bare 1,6 dage, hvilket gjorde det let at opdage dem, der foretager transitter (hvor de passerede foran hinanden i forhold til observatøren).
Professor Gerald Handler, en forsker ved Nicolaus Copernicus Astronomical Center var hovedforfatter af papiret. Som han forklarede i en nylig CAMK-PAN-pressemeddelelse, “De udsøgte data fra TESS-satellitten betød, at vi kunne se variationer i lysstyrke på grund af både gravitationsforvrængningen af stjernen såvel som pulsationerne”.
Til deres overraskelse observerede holdet, at styrken af pulsationerne var afhængig af den vinkel, som stjernen blev observeret på, samt den tilsvarende orientering af dens røde dværgstjernes ledsager. I sidste ende dukkede alle de små svingninger i lysstyrke, der blev observeret af holdet, først ud, når den samme halvkugle af stjernen blev rettet mod dem.
Sådan kunne astronomerne konkludere med, at pulsationerne kun skete på den ene side af denne stjerne. Styrken af disse pulsationer, bemærkede de, varierede også med en næsten to-dages periode, der svarede til stjernernes orbitalperiode. Fra dette teoretiserede teamet, at det tætte kredsløb i dette binære par resulterer i, at de udøver et betydeligt tyngdekrafttræk på hinanden.
Denne virkning vil forstyrre overfladerne på begge stjerner og få dem til at blive langstrakte og tåregårdsformede, hvilket også vil have den virkning at fokusere stjernens elektromagnetiske impulser til den ene side. Som Paulina Sowicka, en ph.d. studerende ved CAMK PAN og medforfatter til undersøgelsen, sagde:
”Når de binære stjerner kredser rundt om hinanden, ser vi forskellige dele af den pulserende stjerne. Undertiden ser vi den side, der peger mod ledsagerstjernen, og nogle gange ser vi det ydre ansigt. ”
Allerede i 1940'erne har astronomer forudsagt, at der kunne være en klasse af stjerner, hvor pulseringer påvirkes af en nær ledsager. Ideen om, at tidevandskræfter kan få pulseringsaksen til en stjerne til at bevæge sig, er blevet teoretiseret af astronomer i over 30 år. Takket være denne undersøgelse og alle dem, der gjorde det muligt, er der endelig observationsbevis for disse fænomener (som manglede indtil nu).
Professor Don Kurtz, en forsker ved University of Central Lancashire (UK) og medforfatter til undersøgelsen, var ret begejstret over fundet, som han har brugt den bedre del af sin karriere på at lede efter. ”Vi har teoretisk set, at stjerner som denne skulle eksistere siden 1980'erne,” sagde han. ”Jeg har ledt efter en stjerne som denne i næsten 40 år, og nu har vi endelig fundet en.”
Også spændende er det faktum, at denne opdagelse overhovedet ikke er den sidste af sin art. Faktisk, som professor Rappaport helt sikkert tilføjede, "Ud over dets pulseringer, ser det ikke ud til at være noget specielt ved dette system, så vi forventer at finde mange flere skjult i TESS-dataene!"
Sidst, men ikke mindst, er dette fund spændende på grund af den måde, den samlede en avanceret videnskabsmission, borgerforskere og professionelle forskere til at gøre en større opdagelse. Det er et vidnesbyrd om den nuværende tidsalder for astronomi og rumforskning, der drager fordel af datadeling og offentlig deltagelse som nogensinde før.
