Europeiska astronomer har upptäckt en ny dubbelstjärna i mitten av planetnebulosan M 3-1. Den nyligen hittade binären har en extra kort orbitalperiod på drygt tre timmar, vilket gör den till en av de kortaste binära centralstjärnorna i orbitalperioden som hittills är kända. Upptäckten beskrivs i en artikel publicerad den 30 juli på arXiv.org.

Binära centralstjärnor kan vara avgörande för att främja vår kunskap om bildandet och utvecklingen av planetariska nebulosor. För astronomer, kort period post-common-envelope binära system kan vara särskilt användbara för att förbättra förståelsen av dessa processer. Dessutom, att hitta nya exempel på sådana föremål skulle kunna ge viktiga insikter om karaktären av själva fasen efter det gemensamma kuvertet.

Ett team av astronomer, ledd av David Jones från Institute of Astrophysics på Kanarieöarna, har genomfört en långsiktig övervakningskampanj i jakt på nära binära centrala stjärnor genom fotometrisk variabilitet. För deras observationer, de använde European Southern Observatorys Very Large Telescope (VLT) och New Technology Telescope (NTT).

Planetnebulosan M 3-1 var ett av målen för övervakningskampanjen. Observationer av denna nebulosa avslöjade närvaron av ett centralt stjärnsystem som uppvisade tydlig kortvarig variation med framträdande primära och sekundära förmörkelser.

"Här, vi presenterar upptäckten av en nära binär centralstjärna i den planetariska nebulosan M 3-1 – en av de kortaste omloppsperioden binära centralstjärnor som är kända (näst efter V458 Vul; Rodriguez-Gil et al. 2010), och den kortaste som har upptäckts fotometriskt, " skrev forskarna i tidningen.

Med en effektiv temperatur på cirka 48, 000 K, primärstjärnan i den nyfunna binären har en radie på 0,41 solradier och en massa på 0,65 solmassor. Den sekundära stjärnan är betydligt svalare och mindre massiv - dess effektiva temperatur antas vara mellan 5, 000 och 12, 000, medan dess massa motsvarar ungefär 0,17 solmassor. Radien för följeslagaren uppskattades till cirka 0,28 solradier.

Systemet har en period på cirka tre timmar och fem minuter, som, som det står i tidningen, gör den till den fotometriskt variabla binära centralstjärnan med kortaste period och den näst kortaste period binära centralstjärnan som hittills upptäckts.

Forskarna noterade att båda stjärnorna i detta system visar sig vara mycket nära Roche-lob-fyllning, vilket skulle kunna tyda på att de kommer att genomgå en sammanslagning i framtiden. Enligt tidningen, på grund av stjärnornas låga massor, tiden för sammanslagning via gravitationsvågor skulle vara cirka 1,5 miljarder år.

"Det primära skulle nästan säkert förväntas lägga sig till en mindre radie (dvs. inte längre fylla Roche-loben) på en mycket kortare tidsskala, vilket innebär att massöverföring igen kommer att bli genomförbar. Som sådan, den orbitala separationen av systemet kommer att utvecklas som en funktion av massutbytet, massförlust och magnetbromsning, snarare än strålningen från gravitationsvågor, ", avslutade astronomerna.

Författarna till uppsatsen tillade att för att bättre begränsa parametrarna för båda stjärnorna samt för att bättre förstå bildandet och utvecklingen av detta system, ytterligare kemiska och morfokinematiska studier av M 3-1-nebulosan krävs.

© 2018 Phys.org