Ett internationellt team av astronomer som använder data från det föryngrade rymdteleskopet Kepler har upptäckt en sällsynt pärla:Ett binärt system som består av en misslyckad stjärna, även känd som en brun dvärg, och resten av en död stjärna känd som en vit dvärg. Och en av egenskaperna som gör denna binära så anmärkningsvärd är att orbitalperioden för de två objekten bara är 71,2 minuter. Det betyder att stjärnornas hastigheter när de kretsar runt varandra är cirka 100 km/sek (en hastighet som gör att du kan resa över Atlanten på mindre än en minut). Med hjälp av fem olika markbaserade teleskop över tre kontinenter, laget kunde dra slutsatsen att detta binära system består av en misslyckad stjärna med en massa på cirka 6,7% solens (motsvarande 67 Jupitermassor) och en vit dvärg som har en massa på cirka 40% av solens massa. De har också fastställt att den vita dvärgen kommer att börja kannibalisera den bruna dvärgen på mindre än 250 miljoner år vilket gör denna binär till den kortaste periodens pre-kataklysmiska variabel som någonsin har upptäckts.

Den heta vita dvärgstjärnan hade ursprungligen identifierats av SDSS som WD1202-024 och ansågs vara en isolerad stjärna. Det faktum att det faktiskt är medlem i en mycket nära 71-minuters binär tillkännagavs av Dr. Lorne Nelson från Bishop's University vid det halvårliga mötet i American Astronomical Society i Austin, TX den 6 juni (se länken till höger för en sammanfogad version av presskonferensens webbsändning). Dr Saul Rappaport (M.I.T.) och Andrew Vanderburg (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics) analyserade ljuskurvorna för mer än 28, 000 K2 mål när en observation fångade deras uppmärksamhet. Till skillnad från exoplanets transiter som passerar framför sina värdstjärnor och orsakar en liten dämpning i stjärnans ljusstyrka, denna ljuskurva visade ganska djupa och breda förmörkelser med ett sinusformat bidrag till ljusstyrkan mellan förmörkelser som man tror beror på en belysning av den svala komponenten av den mycket varmare vita dvärgen.

Teamet utarbetade snabbt en modell för det binära som visar att det överensstämde med att en het vit dvärg bestående av helium förmörkades av en mycket svalare och lägre massa brun dvärgkompis som ses nästan kant-på.

Men några stora frågor återstod. Som Lorne Nelson sa, "Vi hade konstruerat en robust modell men vi var fortfarande tvungna att ta itu med de" stora bild "-frågorna, till exempel hur detta system bildades och vad som skulle bli dess slutliga öde." För att lösa denna fråga använde teamet sofistikerade datormodeller för att simulera bildandet och utvecklingen av WD1202. Enligt deras scenario, den primära binären bestod av en vanlig 1,25 solmassastjärna och en brun dvärg som befann sig i en 150 dagars bana med varandra. Stjärnan expanderade när den åldrades och blev en röd jätte som sedan uppslukade sin bruna dvärgkompis. Som Nelson förklarar, "Det liknar en äggslagareffekt. Den bruna dvärgen spiraler in mot mitten av den röda jätten och får det mesta av massan av den röda jätten att lyftas bort från kärnan och utvisas. Resultatet är en brun dvärg i en utomordentligt tight, kort periodbana med jättens heta heliumkärna. Den kärnan svalnar sedan och blir den vita dvärgen som vi observerar idag. "Enligt deras beräkningar, den primära binären bildades för cirka 3 miljarder år sedan och den gemensamma kuvertfasen inträffade relativt nyligen, för cirka 50 miljoner år sedan.

Så vad kommer att hända i framtiden? Teamet tror att utsläppet av gravitationella vågor kommer att tömma binärens orbitalenergi så att om cirka 250 miljoner år (eller mindre), skillnaden mellan den vita dvärgen och den bruna dvärgen blir så liten att den bruna dvärgen börjar bli kannibaliserad av sin vita dvärggranne. När detta händer, binären kommer att uppvisa alla egenskaper hos en katastrofal variabel (CV), till exempel en flimrande ljuskurva på grund av ansamling från en skiva som omger den vita dvärgen. Av denna anledning, teamet anser att WD1202-systemet med rätta kan kallas den kortaste perioden före CV som hittills har upptäckts.

Denna forskning har lämnats till Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society som ett papper med titeln "WD 1202-024:The Short-Period Pre-Cataclysmic Variable".

WD1202-024 upptäcktes oberoende av en grupp som inkluderar Steven Parsons (U. Sheffield). Genom ömsesidig överenskommelse, båda upptäcktspappren skickades samtidigt till Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society (förtryck:arxiv.org/abs/1705.05856) i maj 2017. Deras slutsatser om egenskaperna hos WD1202 liknar dem som presenteras i den här artikeln.