Observații la stele variabile de tip HW Virginis de Daniel Berteșteanu și Marcel Popescu

Una din contribuțiile importante ale fotometriei în studiul stelelor este faptul că ne-a arătat că mai mult de jumătate din stelele cunoscute fac parte în realitate din sisteme binare sau multiple. La consolidarea acestei ipoteze au fost observațiile care au arătat că anumite stele prezintă variații de strălucire periodice ca și cum ar fi eclipsate de companioni.

Prima stea binară cu eclipsă descoperită a fost β Persei (Algol) căreia în anul 1669 astronomul italian Geminiano Montanari îi observă variabilitatea. În data de 12 mai 1783 după 5 luni de observații John Goodricke trimite o scrisoare către Societatea Regală Engleză în care își prezintă rezultatele și propune că variabilitatea stelei Algol se datorează unui corp mare care trece periodic prin fața ei reducându-i strălucirea la fiecare 2 zile și 21 de ore. Scrisoarea este citită în plenul ședinței Societății Regale iar în luna august Goodricke primește prestigioasa medalie Copley pentru “contribuții remarcabile în știință prin descoperirea periodicității stelei Algol”. Avea atunci doar 18 ani iar trei ani mai târziu va deveni cel mai tânăr membru al Societății Regale ceea ce este cu totul remarcabil.

Animație- Exemplificarea unui sistem stelar cu eclipsă de tip Algolⁱ

i Credit animație: Merikanto, 2019;

sursa web: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Algol-type_variable_binary_star_animation_3.gif

Astfel de sisteme stelare poartă numele de stele binare cu eclipsă iar studiul lor oferă astronomilor informații nebănuite: unele prezintă pete întunecate pe suprafață asemeni celor de pe Soare iar altele au erupții atunci când material de pe o componentă cade pe cealaltă. Alt exemplu este cel al stelei ζ Aurigae, o variabilă compusă dintr-o stea albastră fierbinte și o supergigantă mai rece a cărei atmosferă este extinsă și rarefiată. Înainte ca steaua albastră să intre în faza de eclipsă, lumina ei va trece prin atmosfera stelei gigante și proprietățile ei spectrale vor fi modificate. Astfel prin analiza spectrului acestor tipuri de stele variabile astronomii au putut determina temperatura, densitatea și compoziția chimică a stelelor supergigante.

În perioada aprilie-septembrie 2021 am efectuat observații la câteva stele de tip HW Virginis. Aceste variabile cuprind stele care își pierd prematur stratul de hidrogen înainte ca miezul lor să înceapă să fuzioneze heliul. Cauzele acestei pierderi timpurii de masă pare a fi legat de existența unor stele companion care le absorb din material. Aceste stele nu își mai continuă evoluția spre etape mai avansate ale stadiului de gigantă și devin pitice albe fără a mai trece prin faza de nebuloasă planetară.

Deși sunt stele cu masă mai mică decât a Soarelui, stelele de tip HW Virginis au temperaturi de suprafață foarte ridicate, undeva între 23000°K și 35000°K. Perioadele de rotație în jurul centrului de masă sunt foarte scurte fiind cuprinse între două și trei ore generând curbe de lumină în care cele două minime corespunzătoare eclipselor sunt mai mult sau mai puțin egale în funcție de raportul strălucirii celor două stele, diametru și de unghiul planului lor orbital față de direcția noastră de observație. Având perioade de rotație atât de scurte, distanța dintre cei doi membri ai perechii este foarte mică iar stelele sunt distorsionate având aspect elipsoidal. Ocultația stelei mai fierbinți determină eclipsa primară. Curbele lor de lumină ne arată un puternic efect de reflexie generat de steaua mai fierbinte a cărei luminozitate înainte de eclipsă se reflectă în fotosfera companionului mai rece.

Rapoartele fotometrice au fost trimise către baza de date AAVSO, membrii noștri contribuind astfel cu observații proprii la cunoașterea acestor fascinante obiecte.