Le questioni di cuore possono essere sconcertanti e misteriose, così anche con oggetti astronomici insoliti chiamati stelle del battito cardiaco.

Stelle del battito cardiaco, scoperto in gran numero dal telescopio spaziale Kepler della NASA, sono stelle binarie (sistemi di due stelle orbitanti l'una intorno all'altra) che hanno preso il loro nome perché se dovessi mappare la loro luminosità nel tempo, il risultato sembrerebbe un elettrocardiogramma, un grafico dell'attività elettrica del cuore. Gli scienziati sono interessati a loro perché sono sistemi binari in orbite ellittiche allungate. Questo li rende laboratori naturali per studiare gli effetti gravitazionali delle stelle l'una sull'altra.

In un sistema stellare a battito cardiaco, la distanza tra le due stelle varia drasticamente mentre orbitano l'una intorno all'altra. Le stelle del battito cardiaco possono avvicinarsi l'una all'altra quanto pochi raggi stellari, e fino a 10 volte quella distanza nel corso di un'orbita.

Al punto del loro incontro più ravvicinato, l'attrazione gravitazionale reciproca delle stelle le fa assumere una forma leggermente ellissoidale, che è uno dei motivi per cui la loro luce è così variabile. Questo è lo stesso tipo di "forza di marea" che causa le maree oceaniche sulla Terra. Studiando le stelle del battito cardiaco, gli astronomi possono ottenere una migliore comprensione di come funziona questo fenomeno per diversi tipi di stelle.

Le forze di marea fanno anche vibrare o "squillare" le stelle del battito cardiaco, in altre parole, i diametri delle stelle fluttuano rapidamente mentre orbitano l'uno intorno all'altro. Questo effetto è più evidente nel punto di massimo avvicinamento.

"Puoi pensare alle stelle come campane, e una volta ogni rivoluzione orbitale, quando le stelle si avvicinano al massimo, è come se si colpissero con un martello, " ha detto Avi Shporer, Borsista post-dottorato della NASA Sagan presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California, e autore principale di un recente studio sulle stelle del battito cardiaco. "Una o entrambe le stelle vibrano lungo le loro orbite, e quando si avvicinano l'uno all'altro, è come se stessero suonando molto forte."

Keplero, ora nella sua missione K2, scoperto un gran numero di stelle del battito cardiaco solo negli ultimi anni. Uno studio del 2011 ha discusso una stella chiamata KOI-54 che mostra un aumento di luminosità ogni 41,8 giorni. Nel 2012, uno studio successivo ha caratterizzato 17 oggetti aggiuntivi nei dati di Kepler e li ha soprannominati "stelle del battito cardiaco". Per caratterizzare questi sistemi unici, sono stati necessari ulteriori dati e ricerche.

lo studio di Shporer, pubblicato in Giornale Astrofisico , ha misurato le orbite di 19 sistemi stellari di battito cardiaco, il lotto più grande mai caratterizzato in un singolo studio. Gli autori hanno seguito le note stelle del battito cardiaco, precedentemente identificato dalla missione Kepler. Nello specifico, hanno usato uno strumento sul W.M. Il telescopio Keck Observatory alle Hawaii chiamato High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES), che misura le lunghezze d'onda della luce in entrata, che si allungano quando una stella si allontana da noi e si accorcia in movimento verso di noi. Queste informazioni consentono agli astronomi di calcolare la velocità degli oggetti lungo la linea di vista, e misurare la forma dell'orbita.

"Abbiamo scoperto che le stelle del battito cardiaco nel nostro campione tendono ad essere più calde del sole e più grandi del sole, " ha detto Shporer. "Ma è possibile che ce ne siano altri con diversi intervalli di temperatura che non abbiamo ancora misurato".

Gli autori dello studio postulano anche che alcuni sistemi binari di stelle del battito cardiaco potrebbero avere una terza stella nel sistema che non è stata ancora rilevata, o anche una quarta stella.

"La semplice esistenza delle stelle del battito cardiaco è un po' un puzzle, " ha detto Susan Mullally (ex Thompson), uno scienziato del SETI Institute che lavora per la missione Kepler presso l'Ames Research Center della NASA a Moffett Field, California, e co-autore dello studio. "Tutto l'allungamento delle maree di queste stelle del battito cardiaco dovrebbe aver causato rapidamente l'evoluzione del sistema in un'orbita circolare. Una terza stella nel sistema è un modo per creare l'allungamento, orbite ellittiche che osserviamo."

I ricercatori stanno attualmente portando avanti studi di follow-up per cercare componenti di terza stella nei sistemi stellari del battito cardiaco.

"Non vediamo l'ora di continuare la collaborazione tra osservatori terrestri e spaziali per comprendere meglio il complesso funzionamento interno delle stelle del battito cardiaco, " ha detto Shporer.