Sistem gerhana bintang biner relatif umum di alam semesta kita. Bagi pengamat biasa, sistem ini terlihat seperti bintang tunggal, tetapi sebenarnya terdiri dari dua bintang yang saling mengorbit. Studi tentang sistem ini menawarkan para astronom kesempatan untuk secara langsung mengukur sifat-sifat dasar (mis. Massa dan jari-jari) dari sistem-sistem ini, masing-masing komponen bintang.
Baru-baru ini, sebuah tim astronom Brasil mengamati pemandangan langka di Bima Sakti - biner gerhana yang terdiri dari kurcaci putih dan kurcaci coklat bermassa rendah. Yang lebih tidak biasa adalah kenyataan bahwa siklus hidup kurcaci putih tampaknya telah terputus secara prematur oleh rekan kurcaci coklatnya, yang menyebabkan kematian awalnya dengan secara perlahan menyedot material dan "kelaparan" sampai mati.
Studi yang merinci temuan mereka, berjudul "HS 2231 + 2441: sistem HW Vir yang dikomposisikan oleh kerdil putih bermassa rendah dan kerdil coklat", baru-baru ini menerbitkan Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society. Tim ini dipimpin oleh Leonardo Andrade de Almeida, seorang postdoctoral fellow dari Institut Astronomi, Geofisika, dan Ilmu Atmosfer Universitas São Paolo (IAG-USP), bersama dengan anggota dari National Institute for Space Research (MCTIC), dan Universitas Negeri Feira de Santana.
Demi penelitian mereka, tim melakukan pengamatan sistem bintang biner antara 2005 dan 2013 menggunakan Observatorium Pico dos Dias di Brasil. Data ini kemudian digabungkan dengan informasi dari Teleskop William Herschel, yang terletak di Observatorio del Roque de los Muchachos di pulau La Palma. Sistem ini, dikenal sebagai HS 2231 + 2441, terdiri dari bintang katai putih dan pendamping katai coklat.
Katai putih, yang merupakan tahap akhir dari bintang-bintang menengah atau bermassa rendah, pada dasarnya adalah apa yang tersisa setelah sebuah bintang telah kehabisan bahan bakar hidrogen dan helium dan meledak lapisan luarnya. Di lain pihak, katai coklat adalah objek subtellar yang memiliki massa yang menempatkannya di antara bintang dan planet. Menemukan sistem biner yang terdiri dari kedua objek bersama-sama dalam sistem yang sama adalah sesuatu yang para astronom tidak lihat setiap hari.
Seperti yang dijelaskan Leonardo Andrade de Almeida dalam siaran pers FAPESP, “Jenis biner bermassa rendah ini relatif jarang. Hanya beberapa lusin telah diamati sampai saat ini. "
Pasangan biner khusus ini terdiri dari katai putih yang berukuran antara dua puluh hingga tiga puluh persen massa Matahari - 28.500 K (28.227 ° C; 50.840 ° F) - sedangkan katai coklat sekitar 34-36 kali lipat dari Jupiter. Hal ini menjadikan HS 2231 + 2441 sistem biner gerhana terkecil yang dipelajari hingga saat ini.
Di masa lalu, primer (katai putih) adalah bintang normal yang berevolusi lebih cepat daripada temannya karena itu lebih besar. Setelah kehabisan bahan bakar hidrogen, itu membentuk inti pembakaran helium. Pada titik ini, bintang itu sedang dalam perjalanan untuk menjadi raksasa merah, yang terjadi ketika bintang-bintang seperti Matahari keluar dari fase sekuens utama mereka. Ini akan ditandai dengan ekspansi besar-besaran, dengan diameter melebihi 150 juta km (93,2 juta mi).
Pada titik ini, Almeida dan rekan-rekannya menyimpulkan bahwa ia mulai berinteraksi secara gravitasi dengan bentuk sekundernya (katai coklat). Sementara itu, katai coklat mulai tertarik dan ditelan oleh atmosfer primer (yaitu amplopnya), yang menyebabkannya kehilangan momentum sudut orbital. Akhirnya, gaya tarik yang kuat melebihi gaya gravitasi yang membuat selubung itu melekat pada bintangnya.
Setelah ini terjadi, lapisan luar bintang utama mulai dilucuti, memperlihatkan inti heliumnya dan mengirimkan sejumlah besar materi ke katai coklat. Karena kehilangan massa ini, sisanya secara efektif mati, menjadi kerdil putih. Katai coklat kemudian mulai mengorbit primer katai putihnya dengan periode orbit pendek hanya tiga jam. Seperti yang dijelaskan Almeida:
"Pemindahan massa ini dari bintang yang lebih masif, objek utama, ke rekannya, yang merupakan objek sekunder, sangat keras dan tidak stabil, dan itu berlangsung dalam waktu singkat ... Objek sekunder, yang sekarang menjadi katai coklat, harus juga telah memperoleh beberapa hal ketika berbagi amplopnya dengan objek utama, tetapi tidak cukup untuk menjadi bintang baru. "
Situasi ini mirip dengan apa yang diperhatikan para astronom pada musim panas yang lalu ketika mempelajari sistem bintang biner yang dikenal sebagai WD 1202-024. Di sini juga, seorang teman kerdil coklat ditemukan mengorbit primer kerdil putih. Terlebih lagi, tim yang bertanggung jawab atas penemuan ini mengindikasikan bahwa katai coklat kemungkinan ditarik lebih dekat ke katai putih setelah memasuki fase Cabang Raksasa Merah (RGB).
Pada titik ini, katai coklat menelanjangi atmosfernya, memperlihatkan inti sisa katai putih. Demikian pula, interaksi primer dengan pendamping katai coklat menyebabkan kematian bintang prematur. Fakta bahwa dua penemuan semacam itu telah terjadi dalam waktu singkat cukup kebetulan. Mempertimbangkan usia Alam Semesta (yang kira-kira berumur 13,8 miliar tahun), benda mati hanya dapat dibentuk dalam sistem biner.
Di Bima Sakti saja, sekitar 50% dari bintang bermassa rendah ada sebagai bagian dari sistem biner sementara bintang bermassa tinggi hampir secara eksklusif ada dalam pasangan biner. Dalam kasus ini, kira-kira tiga perempat akan berinteraksi dalam beberapa cara dengan pendamping - bertukar massa, mempercepat rotasi mereka, dan akhirnya bergabung.
Seperti yang ditunjukkan oleh Almeida, studi tentang sistem biner ini dan yang seperti itu dapat secara serius membantu para astronom memahami bagaimana benda-benda panas dan padat seperti katai putih terbentuk. "Sistem biner menawarkan cara langsung untuk mengukur parameter utama bintang, yaitu massanya," katanya. "Itulah sebabnya sistem biner sangat penting untuk pemahaman kita tentang siklus hidup bintang."
Hanya dalam beberapa tahun terakhir bintang-bintang kerdil putih bermassa rendah ditemukan. Menemukan sistem biner di mana mereka hidup berdampingan dengan katai coklat - pada dasarnya, bintang gagal - adalah kelangkaan lain. Tetapi dengan setiap penemuan baru, peluang untuk mempelajari berbagai kemungkinan di Alam Semesta kita meningkat.
