Astronomi otkrili dvije zvijezde koje su se spojile i formirale binarni sistem prije samo 60 godina

Posmatranja su otkrila da ove zvijezde nisu nastale iz istog oblaka plina i prašine koji se urušavao, kao što se pretpostavlja da nastaje većina binarnih zvijezda, već su se spojile kasnije tokom svoje rane faze razvoja.

Ovdje na Zemlji smo zbog našeg Sunca pomalo skloni zvijezde posmatrati kao donekle usamljena tijela, međutim, oko polovine zvijezda veličine Sunca u Mliječnom putu ima zvijezdu pratioca. Ovaj udio zvjezdanih parova raste na oko 90 posto kod masivnih zvijezda. Na kraju te masivne zvijezde eksplodiraju kao supernove i oblikuju svoja kosmička okruženja. Zbog toga je razumijevanje ovih binarnih sistema od ključne važnosti za naše razumijevanje zvijezda, ali i galaksija uopće.

Tim koji stoji iza ovog istraživanja prvobitno je 2019. godine posmatrao još uvijek rastuće masivne zvijezde, odnosno protuzvijezde, u binarnom sistemu IRAS 07299−1651, koji se nalazi na udaljenosti od oko 5.300 svjetlosnih godina. U početku istraživači nisu vidjeli ništa što bi ukazivalo na to da ove zvijezde nisu nastale iz istog diskoidnog oblaka plina i prašine koji se kasnije fragmentirao, međutim, jedna stvar se posebno isticala. Diskovi materijala koji okružuju ove protuzvijezde i hrane ih neobično su pogrešno poravnati.

Tokom osam godina, tim je pomoću teleskopa ALMA, kao i opservatorija Very Large Array (VLA), mapirao suptilne promjene u položaju zvijezda, uz infracrvene snimke svemirskog teleskopa James Webb (JWST) i Very Large Telescopea (VLT).

"Prvi put smo uspjeli posmatrati kako se dvije masivne zvijezde kreću jedna oko druge dok su još bile u procesu nastanka", naveo je u saopćenju Yichen Zhang sa Univerziteta Jiao Tong u Šangaju u Kini, koji je predvodio tim.

Tim je prvi put uspio rekonstruisati potpunu trodimenzionalnu strukturu sistema IRAS 07299−1651, dobivši detalje o tome kako zvijezde kruže jedna oko druge, kako su njihovi diskovi poravnati i pod kojim uglom izbacuju mlazove u svemir.

"Svaki teleskop je otkrio drugačiji dio slagalice. Kombinacija radio i infracrvenih posmatranja pruža dosad najdetaljniji prikaz nastanka ovog masivnog protobinar­nog sistema", rekao je član tima Rubén Fedriani s Instituta za astrofiziku Andaluzije (IAA) u Granadi u Španiji.

Posmatranja tima iznenadila su istraživače. Očekivali su da će ove zvijezde kružiti jedna oko druge po pravilnim, gotovo kružnim orbitama, ali je umjesto toga utvrđeno da su orbite veoma spljoštene ili "ekscentrične", gotovo parabolične.

Da su zvijezde nastale iz istog diska materijala, onda bi, čak i nakon njegove fragmentacije, pojedinačni diskovi koji okružuju zvijezde bili poravnati, međutim, to ovdje nije bio slučaj. Diskovi su nagnuti pod oštrim uglom jedan u odnosu na drugi, kao i u odnosu na orbite zvijezda.

"Činilo se kao da rješavamo trodimenzionalnu slagalicu. Svako novo posmatranje dodavalo je još jedan dio, a na kraju su se orbita, diskovi i mlazovi spojili u jednu koherentnu sliku", rekao je član tima Yao Wang sa Univerziteta Jiao Tong u Šangaju.

Haotičnu strukturu sistema IRAS 07299−1651, koju je tim uočio, teško je objasniti ako su dvije zvijezde nastale iz istog diska materijala.

Umjesto toga, istraživači teoretiziraju da su dvije zvijezde rođene u zasebnim oblacima plina i prašine, prije nego što je slučajan susret doveo dvije mlade zvijezde i njihove pripadajuće natalne omotače u međusobnu blizinu.

Prateći orbite zvijezda unazad, istraživači su utvrdili da se ovaj susret vjerovatno dogodio prije oko 60 godina. Uzimajući u obzir da zvijezde žive milijardama godina, to je trenutak na kosmičkoj vremenskoj skali. Diskoliki džepovi materijala oko zvijezda zasad su preživjeli susret i zadržali svoje jasno definisane strukture.

"Ovo istraživanje pokazuje da rani život zvijezda može biti prilično haotičan, pri čemu slučajan susret može dovesti do ovog gravitacijskog plesa i povezivanja zvijezda", kazao je član tima Jonathan C. Tan sa Univerziteta tehnologije i Univerziteta Virginije.

Ono što tim još ne može utvrditi jeste da li je ovim zvijezdama suđeno da ostanu zajedno ili će se na kraju udaljiti jedna od druge. Zapravo, njihova sudbina možda još nije određena, a interakcije s okolnim plinom mogle bi odrediti kakav će oblik ovaj sistem poprimiti u budućnosti.

Tim se nada da će daljnja posmatranja sistema IRAS 07299−1651 pomoći u boljem razumijevanju onoga što budućnost donosi ovim zvijezdama.

U međuvremenu, pristup dugoročnog praćenja koji su istraživači primijenili mogao bi naučnicima pružiti novi moćan način za istraživanje drugih mladih masivnih binarnih sistema. To bi moglo otkriti koliko su česti ovakvi susreti i da li se još binarnih sistema sastoji od zvijezda koje su se spojile kao posljedica slučajnih susreta.