NYOTA INAYOPIGA MAPIGO YAFICHUA MWENZI ASIYEONEKANA

Mashimo meusi na nyota za nyutroni zisizomeza maada karibu haziwezekani kuonekana moja kwa moja. Njia moja ya kuzipata ni kuitazama nyota inayoonekana ambayo zinazunguka pamoja nayo. Wanaastronomia wamepata idadi inayoongezeka ya watahiniwa kama hao “waliolala” kwa njia hii, makala inabainisha, na kiwango cha masi kati ya nyota nzito zaidi za nyutroni na mashimo meusi mepesi zaidi bado kimeonwa kwa nadra.

TIC 160582982 inatoa njia isiyo ya kawaida: nyota yenyewe ni saa.

Nyota inayotunza wakati

TIC 160582982 ni nyota ya δ Scuti (Delta Scuti): nyota ya aina A yenye joto na inayozunguka haraka, inayotetemeka katika modi nyingi za shinikizo kwa wakati mmoja. Timu iliyoongozwa na Chenglong Lv, wa Kituo cha Uchunguzi wa Anga cha Xinjiang cha Akademia ya Sayansi ya China na Taasisi ya Astrofizikia ya Andalusia mjini Granada, ilichambua takriban siku 352 za vipimo kutoka darubini ya angani TESS na kutoa masafa 128 kutoka kwenye mwanga wake unaomulika-mulika.

Nyota kama hiyo inapozunguka pamoja na mwenzi, wakati mwingine huwa mbali kidogo zaidi nasi, wakati mwingine karibu kidogo zaidi. Mwanga wake huchukua muda mrefu zaidi, kisha muda mfupi zaidi, kufika — kwa hiyo mapigo huonekana kuwahi na kuchelewa katika mzunguko wa kawaida. Kupima mwenendo huo kunachora obiti. Hii huitwa urekebishaji wa awamu (phase modulation).

Obiti ya siku 89 na mwenzi mzito

Mapigo sita thabiti, yakitumika pamoja kama saa, yanatoa jibu linalowiana:

• Kipindi cha obiti: siku 89.29 ± 0.19, katika obiti iliyorefushwa sana (uduaradufu 0.54).
• Ukubwa uliokadiriwa wa obiti ya nyota inayoonekana (nusu-mhimili mkuu wake) ni takriban sekunde-mwanga 146, au vipimo vya kiastronomia 0.29.
• “Fanksheni ya masi” (mass function) inayotokana, mchanganyiko wa masi hizo mbili, ni masi za jua 0.416 — kubwa kwa nyota ya aina hii.

Njia ya pili, huru, inayotegemea vilele vya pembeni ambavyo obiti huunda kuzunguka mapigo mawili yenye nguvu zaidi, inatoa obiti ileile: siku 89.36.

Nyota inayoonekana ina uzito wa takriban masi za jua 1.93, iko umbali wa takriban parseki 263 na inang’aa mara 37.6 kuliko Jua. Ikiunganishwa na obiti, hii inamaanisha kwamba mwenzi ana uzito wa angalau takriban masi za jua 1.8 — kiwango cha chini, kinachofikiwa ikiwa tunaiona obiti kutoka ubavuni hasa. Kama mwenzi angekuwa nyota ya kawaida, makadirio bora yangekuwa takriban masi za jua 2.2.

Mwanga uliopotea

Nyota ya kawaida yenye masi kubwa hivyo inapaswa kuonekana kwa urahisi. Timu ilikokotoa ni mwanga kiasi gani ingeongeza: kwa mwenzi wa masi za jua 1.70 hadi 1.86, takriban 18 hadi 26% ya mwanga wa mfumo katika bendi za mwanga unaoonekana na infraredi; kwa masi za jua 2.3, takriban 43%.

Lakini mwanga wa mfumo, uliopimwa kuanzia unaoonekana hadi infraredi ya kati, unalingana kikamilifu na nyota moja ya aina A, bila ziada yoyote ya infraredi. Spektra za kumbukumbu pia hazionyeshi seti ya pili ya mistari iliyo wazi, ingawa mzunguko wa haraka wa nyota hufifisha mistari yake. Kwa hiyo mwenzi mmoja wa kawaida “anakataliwa kwa nguvu”, waandishi wanaandika.

Washukiwa wawili waliobaki

Maelezo mawili yanabaki, na data za sasa haziwezi kuyatofautisha:

1. Jozi iliyofichika. Mwenzi anaweza yeye mwenyewe kuwa jozi iliyobanana ya nyota, kwa mfano nyota mbili za takriban masi za jua 0.9 kila moja. Kwa pamoja zingetoa masi inayohitajika huku zikiongeza takriban 4% tu ya mwanga unaoonekana na 8 hadi 9% katika infraredi.
2. Nyota iliyokufa. Mabaki yaliyoshikamana — nyota ya nyutroni au hata shimo jeusi la masi ya kinyota — yangeongeza mwanga kidogo sana au kutoongeza kabisa.

Timu pia iligundua ishara ya polepole zaidi, inayojirudia kila siku 0.544, ambayo nguvu yake hupanda na kushuka pamoja na obiti, ikifikia kilele karibu na wakati miili hiyo miwili inapokaribiana zaidi. Huenda ikawa pigo lililovurugwa na nguvu za mawimbi ya mvutano (tidal) kutoka kwenye obiti iliyorefushwa, lakini waandishi wanaiainisha tu kama mtahiniwa.

Spektra katika obiti nzima

Jaribio la kuamua ni spektroskopia: spektra zenye ubora wa juu zinazochukuliwa mara kwa mara katika obiti nzima ya siku 89 zingekagua obiti kwa uhuru na kutafuta mistari hafifu inayosogea pamoja na mwenzi au pamoja na nyota mbili za jozi iliyofichika. Vipimo vya baadaye kutoka kituo cha uchunguzi cha angani Gaia, ambacho kinapaswa kuiona nyota ikiyumba kwa takriban elfu moja ya sekunde-tao, vinaweza kubainisha mwinamo wa obiti na masi jumla ya mwenzi.

Kwa mujibu wa orodha ya arXiv, makala hii imekubaliwa na The Astrophysical Journal; toleo lililosomwa hapa ni mswada wa waandishi.