Četiri bijela patuljka nalaze se praktički u našem kozmičkom susjedstvu, ali su godinama izmicala izravnoj potvrdi. Ne zato što su predaleko, nego zato što uz njih sjaje crveni patuljci čija svjetlost u vidljivom dijelu spektra može prikriti mnogo slabiji signal bijelog patuljka. Hubble je sada u ultraljubičastom svjetlu razlučio njihove slabe pratitelje i potvrdio da su u sva četiri sustava doista bijeli patuljci.
Riječ je o sustavima G 203-47, GJ 207.1, LHS 1817 i Wolf 1130, svima unutar 20 parseka, odnosno približno 65 svjetlosnih godina od Sunca. Rezultat nije samo dopuna zvjezdanom katalogu: pokazuje koliko se lako i u vrlo bliskom prostoru može previdjeti kompaktan ostatak zvijezde kada ga prati svjetliji susjed.
U ultraljubičastom svjetlu skriveni pratitelj više nije skriven
Bijeli patuljak gusta je preostala jezgra zvijezde nalik Suncu, nastala nakon što je zvijezda u završnoj fazi evolucije odbacila vanjske slojeve. U promatranim parovima drugi član je crveni patuljak, mala i hladna zvijezda. U vidljivoj svjetlosti on može preplaviti signal slabijeg pratitelja, no u bliskom ultraljubičastom području odnos se mijenja: ondje se bijeli patuljak jasnije izdvaja.
Tim je zato Hubbleovim instrumentom STIS snimio ultraljubičaste spektre i usporedio ih s modelima bijelih patuljaka te spektrima sličnih crvenih patuljaka. Time nisu samo zaključili da se uz crvene patuljke nešto nalazi, nego su prvi put spektroskopski potvrdili prirodu četiriju pratitelja. Procijenjene efektivne temperature bijelih patuljaka kreću se između oko 5.300 i 6.300 kelvina.
Takva se mjerenja oslanjaju na vrlo slabe tragove u svjetlosti. Hubble je već pokazao koliko može biti precizan kada je izravno izmjerio masu izoliranog bijelog patuljka, no u dvojnim sustavima problem je drukčiji: najprije treba u ukupnom spektru sustava izdvojiti slab ultraljubičasti doprinos bijelog patuljka. Zato novi spektri daju znatno čvršći dokaz od ranije klasifikacije tih sustava kao kandidata.
Ostaci zvijezda ne nastaju svi istim putem
Zvijezde mase slične Suncu ne eksplodiraju kao supernove. Nakon što potroše nuklearno gorivo, šire se u crvene divove i odbacuju vanjske slojeve, a njihove vruće jezgre ostaju kao bijeli patuljci. Takva budućnost čeka i Sunce, premda se još raspravlja o pojedinostima njegove faze crvenog diva, uključujući sudbinu Zemlje.
Kada zvijezda ima bliskog pratioca, njezin razvoj može krenuti drukčijim putem. U sva četiri novootkrivena sustava veća se zvijezda tijekom širenja toliko povećala da je njezin plin obavio oba člana para. Krećući se kroz taj plin, zvijezde su gubile orbitalnu energiju i postupno se približavale. Nakon što je plin odbačen, ostao je bliski par bijelog i crvenog patuljka. To je drukčija priča od bijelih patuljaka za koje se pretpostavlja da su nastali spajanjem dviju zvijezda, kakvi se spominju u ovom članku o neobičnim ostacima zvijezda.
G 203-47 dobio je odgovor nakon 27 godina
Najzorniji primjer je G 203-47, jedan od sustava unutar 20 parseka od Sunca. Pratitelj u tom sustavu prvi je put detektiran prije 27 godina, a Hubble je sada spektroskopski potvrdio da je riječ o bijelom patuljku. Time je jedan od četiriju lokalnih sumnjivih sustava dobio čvrst identitet.
U sustavu G 203-47 dvije zvijezde obiđu jedna oko druge za 14,9 dana, dok crvenom patuljku za jedan okret oko vlastite osi vjerojatno treba više od 100 dana. Njegova rotacija, dakle, nije usklađena s orbitalnim gibanjem para.
Prema autorima rada, G 203-47 rijedak je primjer sustava u kojem su obje zvijezde kratko bile uronjene u plin koji je odbacivala veća zvijezda. To razdoblje nije trajalo dovoljno dugo da ih približi kao u većini sličnih sustava, pa su zadržale razmjerno dugu orbitu.
Četiri nova sustava povećala su broj poznatih bijelih patuljaka u blizini Sunca
Uvrštavanjem četiriju potvrđenih objekata autori su ponovno izračunali koliko bijelih patuljaka ima u Sunčevu susjedstvu. Nova procjena iznosi 5,2 bijela patuljka na svakih 1000 kubičnih parseka, uz statističku nesigurnost od 0,4.
Unutar 20 parseka, odnosno oko 65 svjetlosnih godina od Sunca, sada su poznata četiri bliska para bijelog i crvenog patuljka čije su se orbite promijenile dok su obje zvijezde bile uronjene u plin koji je odbacivala veća zvijezda. Taj broj odgovara predviđanjima modela razvoja dvojnih zvijezda.
Sva četiri sustava ranije su bila zabilježena kao mogući parovi, ali bez dovoljno podataka za pouzdanu potvrdu. Ultraljubičasta opažanja sada su otkrila bijele patuljke čija se svjetlost u vidljivom dijelu spektra teško razlikovala od svjetlosti njihovih pratilaca. Budućim pregledom preostalih obližnjih crvenih patuljaka moglo bi se pronaći još takvih sustava.