Il sole è l'unica stella del nostro sistema. Ma molti dei punti luce nel nostro cielo notturno non sono così solitari. Secondo alcune stime, più di tre quarti di tutte le stelle esistono come binari, con un compagno, o in relazioni ancora più complesse. Le star a distanza ravvicinata possono avere un impatto drammatico sui loro vicini. Possono strappare materiale l'uno dall'altro, fondere o distorcere i movimenti dell'altro attraverso il cosmo.

E a volte questi cambiamenti si sviluppano nel corso di poche generazioni.

Questo è ciò che un team di astronomi dell'Università di Washington, Western Washington University e l'Università della California, Irvine ha scoperto quando hanno analizzato più di 125 anni di osservazioni astronomiche di un vicino binario stellare chiamato HS Hydra. Questo sistema è noto come binario a eclisse:dalla Terra, le due stelle sembrano passare l'una sull'altra, o eclissarsi l'una sull'altra, mentre orbitano attorno a un centro di gravità condiviso. Le eclissi fanno diminuire periodicamente la quantità di luce emessa dal binario.

L'11 gennaio al 237° meeting dell'American Astronomical Society, il team ha riportato più di un secolo di cambiamenti alle eclissi delle stelle in HS Hydra. Le due stelle hanno iniziato ad eclissarsi in piccole quantità a partire da circa un secolo fa, aumentando fino a quasi tutte le eclissi negli anni '60. Il grado di eclisse è poi precipitato nel corso di appena mezzo secolo, e cesserà intorno a febbraio 2021.

"Esiste una registrazione storica delle osservazioni di HS Hydra che abbraccia essenzialmente l'astronomia moderna, a partire dalle lastre fotografiche alla fine del XIX secolo fino alle immagini satellitari scattate nel 2019. Immergendosi in tali registrazioni, abbiamo documentato la completa ascesa e caduta di questo raro tipo di binario ad eclisse, " ha detto il capo squadra James Davenport, professore assistente di ricerca di astronomia presso l'UW e direttore associato dell'Istituto DIRAC dell'UW.

Le eclissi delle due stelle che compongono HS Hydra stanno cambiando perché un altro corpo, molto probabilmente un terzo, stella compagna inosservata:sta trasformando l'orientamento del binario rispetto alla Terra. Sistemi come questo, che sono chiamate binarie a eclisse in evoluzione, sono rari, con solo una dozzina conosciuti fino ad oggi, secondo Davenport. L'identificazione di questo tipo di binario richiede osservazioni multiple per cercare cambiamenti a lungo termine nel grado di oscuramento, il che indicherebbe che l'orientamento del binario sta cambiando nel tempo.

HS Hydra ha un tale record di osservazione perché, a 342 anni luce di distanza, è un sistema relativamente vicino e luminoso e le due stelle orbitano l'una intorno all'altra ogni 1,5 giorni. Gli scienziati hanno riferito per la prima volta che HS Hydra era un binario a eclisse nel 1965. In un articolo del 2012, astronomi con sede in Svizzera e nella Repubblica Ceca hanno riferito che la quantità di oscuramento da HS Hydra è diminuita dal 1975 al 2008, indicando che le due stelle stavano eclissando porzioni sempre più piccole l'una dell'altra nel tempo. Quella squadra ha anche previsto che le eclissi sarebbero terminate intorno al 2022.

Davenport e il suo team hanno effettuato il check-in su HS Hydra utilizzando le osservazioni del sistema nel 2019 dal Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA, o TESS. Hanno visto solo un calo di magnitudo 0,0075 nella luce proveniente da HS Hydra, segno che le due stelle si coprivano a malapena durante le eclissi. Per confronto, le eclissi nel 1975 hanno visto un calo di oltre 0,5 magnitudo.

"Cinquanta anni fa, queste due stelle si stavano quasi completamente eclissando a vicenda. All'inizio del 21° secolo, il grado di eclissi era di circa il 10%, e nelle più recenti osservazioni del 2019, si sovrapponevano appena, " disse Davenport.

Con questi nuovi dati, il team ora prevede che le eclissi di HS Hydra cesseranno intorno a febbraio 2021.

Le osservazioni dagli anni '60 al 2019 catalogano il declino di HS Hydra come binario in evoluzione ad eclisse. Ma Davenport e il suo team hanno anche scoperto prove della sua ascesa. L'accesso digitale a un secolo del cielo ad Harvard, o DASCH, è un catalogo digitale di dati fotometrici presi da oltre un secolo di lastre astrofotografiche dell'Università di Harvard. Il team ha estratto questo record e ha trovato osservazioni di HS Hydra dal 1893 al 1955 che potevano analizzare per cercare segni di oscuramento.

I ricercatori hanno suddiviso le osservazioni DASCH di HS Hydra per decennio. Dalla fine del XIX secolo fino ai ruggenti anni '20, HS Hydra showed no measurable dimming. But things began to change in the 1930s, where they measured a modest 0.1-magnitude drop in brightness. The degree of dimming rose through the 1940s and peaked in the 1950s with a 0.5-magnitude drop in brightness.

Based off this 126-year history of HS Hydra observations, the team predicts that the system will start eclipsing again around the year 2195. But, that assumes that the third companion—which other teams have predicted is a small, dim M-dwarf star—continues to behave as it has to date.

"We won't know for sure unless we keep looking, " said Davenport. "The best we can say right now is that HS Hydra has been changing constantly over the course of modern astronomy."

Missions like TESS will likely identify more evolving eclipsing binaries in the coming years. This should open new opportunities for astronomers to understand how star systems are built, as well as how they change over time—whether they are busy, dynamic systems like HS Hydra, or more quiet systems, like ours.