Un team di astrofisici dell'Università di Notre Dame guidato da Peter Garnavich, professore di fisica, ha osservato l'inspiegabile sbiadimento di una stella binaria interagente, una delle prime scoperte utilizzando il Sarah L. Krizmanich Telescope dell'Università.

La stella binaria, FO Acquarii, situato nella galassia della Via Lattea e nella costellazione dell'Acquario a circa 500 anni luce dalla Terra, consiste in una nana bianca e una stella compagna che dona gas alla nana compatta, un tipo di sistema binario noto come polare intermedio. Il sistema è abbastanza luminoso da essere osservato con piccoli telescopi. Garnavich e il suo team hanno iniziato a studiare FO Aquarii, noto come "re delle polari intermedie, " alcuni anni fa, quando il telescopio Kepler della NASA è stato puntato verso di essa per tre mesi. La stella ruota ogni 20 minuti, e Garnavich voleva indagare se il periodo stesse cambiando.

"Ho chiesto a Erin Aadland, uno studente REU, per misurare con precisione la velocità di rotazione di una nana bianca. Accelera o rallenta?" ha detto. "Possiamo farlo osservando l'intervallo tra i lampi della stella proprio come usiamo i ticchettii di un orologio per leggere l'ora. La star si è rivelata avere altri piani per l'estate".

Le polari intermedie sono sistemi binari interessanti perché la stella a bassa densità rilascia gas verso la nana compatta, che cattura la materia utilizzando il suo forte campo magnetico e la convoglia in superficie, un processo chiamato accrescimento. Il gas emette raggi X e luce ottica mentre cade, e vediamo variazioni di luce regolari mentre le stelle orbitano e ruotano. Il dottorando Mark Kennedy ha studiato in dettaglio le variazioni di luce durante i tre mesi in cui il Kepler Space Telescope stava puntando a FO Aquarii nel 2014. Kennedy è un Naughton Fellow dell'University College, Sughero, in Irlanda che ha trascorso un anno e mezzo lavorando a Notre Dame sulle stelle binarie interagenti. "Kepler osservò FO Aquarii ogni minuto per tre mesi, e l'analisi dei dati di Mark ci ha fatto pensare che sapevamo tutto ciò che potevamo sapere su questa stella, " ha detto Garnavic.

Una volta che Keplero fu puntato in una nuova direzione, Garnavich e il suo gruppo hanno utilizzato il telescopio Krizmanich per continuare lo studio.

"Subito dopo che la stella è venuta intorno al sole l'anno scorso, abbiamo iniziato a guardarlo attraverso il telescopio Krizmanich, e siamo rimasti scioccati nel vedere che era sette volte più debole di quanto non fosse mai stato prima, " ha detto Colin Littlefield, un membro del laboratorio Garnavich. "L'oscuramento è un segno che la stella donatrice ha smesso di inviare materia al nano compatto, e non è chiaro il motivo. Sebbene la stella stia diventando di nuovo più luminosa, il ripristino della luminosità normale è stato lento, impiegando più di sei mesi per tornare al punto in cui si trovava quando Keplero osservava".

"Normalmente, la luce che vedremmo verrebbe dall'energia di accrescimento, ed è diventato molto più debole quando il flusso di gas si è fermato. Ora stiamo seguendo la ripresa nel corso dei mesi, " ha detto Garnavic.

Una teoria è che un punto stellare, una regione fresca sul compagno, ruotato nella posizione giusta per interrompere il flusso di idrogeno dalla stella donatrice. Ma questo non spiega perché la stella non si sia poi ripresa così rapidamente come si è oscurata.

Garnavich e il suo team hanno anche scoperto che le variazioni di luce di FO Aquarii sono diventate molto complesse durante il suo stato basso. La bassa velocità di trasferimento del gas aveva significato il dominante, Il segnale di 20 minuti era sbiadito e consentiva ad altri periodi di presentarsi. Invece di 20 minuti costanti tra i flash, a volte c'era un segnale di 11 minuti e altre volte un impulso di 21 minuti.

"Non avevamo mai visto niente di simile prima, " Disse Garnavich. "Per due ore, lampeggerebbe velocemente e poi nelle due ore successive lampeggerebbe più lentamente."

Il telescopio Sarah L. Krizmanich, installato sul tetto della Jordan Hall of Science nel 2013, dispone di uno specchio da 0,8 metri (32 pollici di diametro). Fornisce agli studenti universitari e laureati tecnologia all'avanguardia per la ricerca e viene utilizzato per testare la nuova strumentazione sviluppata nel Dipartimento di Fisica di Notre Dame.

Il team di Notre Dame che ha studiato FO Aquarii includeva Littlefield, Aadland e Kennedy. I risultati del team sono stati pubblicati nel Giornale Astrofisico . Le istituzioni che hanno contribuito al lavoro includono l'Ohio State University, Università Costa Azzurra (Francia), University de Liege (Belgio) e l'American Association of Variable Star Observers (AAVSO).