Ett team av astrofysiker från University of Notre Dame under ledning av Peter Garnavich, professor i fysik, har observerat oförklarlig blekning av en interagerande binär stjärna, en av de första upptäckterna med hjälp av universitetets Sarah L. Krizmanich-teleskop.

Binärstjärnan, FO Aquarii, belägen i konstellationen Vintergatan och Vattumannen cirka 500 ljusår från jorden, består av en vit dvärg och en sällskapsstjärna som donerar gas till den kompakta dvärgen, en typ av binärt system som kallas en mellanpolär. Systemet är tillräckligt ljust för att kunna observeras med små teleskop. Garnavich och hans team började studera FO Aquarii, känd som "kungen av de mellanliggande polarerna, " för några år sedan när NASA:s Kepler-teleskop riktades mot det i tre månader. Stjärnan roterar var 20:e minut, och Garnavich ville undersöka om perioden förändrades.

"Jag frågade Erin Aadland, en REU-student, för att exakt mäta centrifugeringshastigheten för en vit dvärg. Går det snabbare eller långsammare? "Sa han." Vi kan göra det genom att titta på intervallet mellan blinkningar från stjärnan precis som vi använder fästingarna i en klocka för att berätta tid. Stjärnan visade sig ha andra planer för sommaren."

Mellanpolärer är intressanta binära system eftersom stjärnan med låg densitet släpper gas mot den kompakta dvärgen, som fångar upp materialet med sitt starka magnetfält och leder det till ytan, en process som kallas accretion. Gasen avger röntgenstrålar och optiskt ljus när den faller, och vi ser regelbundna ljusvariationer när stjärnorna kretsar runt och snurrar. Doktorand Mark Kennedy studerade ljusvariationerna i detalj under de tre månader Kepler Space Telescope pekade mot FO Aquarii 2014. Kennedy är en Naughton Fellow från University College, Kork, i Irland som tillbringade ett och ett halvt år på Notre Dame med interagerande binära stjärnor. "Kepler observerade FO Aquarii varje minut i tre månader, och Marks analys av data fick oss att tro att vi visste allt vi kunde veta om den här stjärnan, "Sa Garnavich.

När Kepler väl pekade i en ny riktning, Garnavich och hans grupp använde Krizmanich -teleskopet för att fortsätta studien.

"Strax efter att stjärnan kom runt solen förra året, vi började titta på det genom Krizmanich-teleskopet, och vi blev chockade när vi såg att den var sju gånger svagare än den någonsin varit tidigare, sa Colin Littlefield, en medlem av Garnavich-labbet. "Dämpningen är ett tecken på att den donerande stjärnan slutade skicka materia till den kompakta dvärgen, och det är oklart varför. Även om stjärnan blir ljusare igen, återhämtningen till normal ljusstyrka har varit långsam, tar över sex månader för att komma tillbaka till det var när Kepler observerade. "

"I vanliga fall, ljuset som vi skulle se skulle komma från ansamlingsenergin, och det blev mycket svagare när gasflödet stannade. Vi följer nu återhämtningen under månader, " sa Garnavitj.

En teori är att en stjärnfläck, en cool region på följeslagaren, roterat till precis rätt position för att störa väteflödet från den donerande stjärnan. Men det förklarar inte varför stjärnan inte har återhämtat sig så snabbt som den dämpade.

Garnavich och hans team fann också att ljusvariationerna för FO Aquarii blev mycket komplexa under dess låga tillstånd. Den låga gasöverföringshastigheten hade inneburit den dominerande, 20-minuterssignalen hade bleknat och tillät andra perioder att dyka upp. Istället för en jämn 20 minuter mellan blinkningarna, ibland var det en 11-minuters signal och andra gånger en 21-minuters puls.

"Vi hade aldrig sett något liknande förut, ", sa Garnavich. "I två timmar, det skulle blinka snabbt och sedan de närmaste två timmarna skulle det pulsera långsammare. "

Sarah L. Krizmanich-teleskopet, installerad på taket av Jordan Hall of Science 2013, har en 0,8-meters (32-tums diameter) spegel. Det ger studenter och doktorander spjutspetsteknologi för forskning och används för att testa ny instrumentering som utvecklats vid Institutionen för fysik vid Notre Dame.

Notre Dame-teamet som studerade FO Aquarii inkluderade Littlefield, Aadland och Kennedy. Teamets resultat har publicerats i Astrofysisk tidskrift . Institutioner som bidrog till arbetet inkluderar Ohio State University, University Cote d'Azur (Frankrike), University de Liege (Belgien) och American Association of Variable Star Observers (AAVSO).