Stellar evolution towards merging in contact binary systems
Authors: Λουκαϊδου Γεωργία 
Published: July 2022

Η έρευνα των νάνων αστέρων χαμηλής θερμοκρασίας και μικρής μάζας έχει ιδιαίτερη σημασία στην κατανόηση της αστρικής εξέλιξης στα γηραιά αστρικά συστήματα της γειτονιάς του Ήλιου. Η μελέτη τους γίνεται μέσω φωτομετρικών και φασματοσκοπικών παρατηρήσεων διπλών αστρικών συστημάτων σε επαφή, τα οποία παρουσιάζουν πολύ μικρές τροχιακές περιόδους. Οι παρατηρήσεις έχουν ως κύριο σκοπό τον ακριβή προσδιορισμό των φυσικών και γεωμετρικών παραμέτρων τους (μάζα, ακτίνα, θερμοκρασία, φωτεινότητα). Τα διπλά συστήματα αυτά βρίσκονται ένα στάδιο πριν την τελική συγχώνευση, έχοντας χάσει το μεγαλύτερο μέρος της μάζας και της στροφορμής τους. Η βασική ιδέα της μελέτης αυτής είναι να διερευνηθεί η εξελικτική πορεία των διπλών αστρικών συστημάτων, γεγονός που μπορεί να επιτευχθεί μέσω της συσχέτισης των φυσικών τους παραμέτρων. Αυτή η μέθοδος αναδεικνύει την κοινή εξελικτική πορεία και τους μηχανισμούς που οδηγούν στη συγχώνευση. Η προτεινόμενη έρευνα για το διδακτορικό δίπλωμα ειδίκευσης προσανατολίζεται στην φωτομετρική και φασματοσκοπική παρατήρηση αστέρων με χαμηλή μάζα και θερμοκρασία, τα οποία είναι μέλη διπλών αστρικών συστημάτων σε επαφή, γνωστά και ως LMCBs (Low Mass Contact Binaries).Ο αριθμός των συστημάτων αυτών είναι πολύ περιορισμένος και σήμερα γνωρίζουμε ελάχιστα για τα διπλά αστρικά συστήματα που βρίσκονται σε τελικό στάδιο πριν τη συγχώνευση. Οι έρευνες αυτή τη στιγμή πάνω στις αστρικές συγχωνεύσεις είναι πολυάριθμες, ενώ μόνο σε ένα σύστημα έχει παρατηρηθεί τέτοιου είδους συγχώνευση (V1309 Sco). Πρόκειται για ένα διπλό σύστημα σε επαφή, του οποίου η τροχιακή του περίοδος μειωνόταν με γρήγορους ρυθμούς, ενώ το 2008 κατέληξε σε ένα ταχέως περιστρεφόμενο άστρο. Παράλληλα, οι μεταβλητοί αστέρες FK Com, HD 199178 και UZ Lib αποτελούν ιδιάζουσες περιπτώσεις ταχέως περιστρεφόμενων αστέρων, τα οποία πιθανόν να είναι το αποτέλεσμα παρόμοιων μηχανισμών συγχώνευσης διπλών αστρικών συστημάτων. Προγράμματα επισκόπησης του ουρανού (SWASP, OGLE, ASAS) έχουν ανακαλύψει διπλά συστήματα σε επαφή με πολύ μικρές τροχιακές περιόδους, τα οποία είναι υποψήφιοι στόχοι παρατήρησης για το παρόν διδακτορικό.Γνωρίζουμε λίγα για εξέλιξη των διπλών εκλειπτικών συστημάτων. Μέχρι πολύ πρόσφατα ήταν άγνωστος ο ρυθμός απώλειας στροφορμής και μάζας από τα συστήματα, ενώ δεν έχει παρατηρηθεί κανένα διπλό σύστημα σε επαφή με τροχιακή περίοδο μικρότερη των 0.22 ημερών. Τα διπλά συστήματα με μικρή τροχιακή περίοδο έχουν τις μικρότερες μάζες και στροφορμές από όλα τα συστήματα του ίδιου είδους, ενώ γίνεται εμφανές ότι η συνεχής καθοδική πορεία των μεγεθών αυτών οδηγεί στην τελική συγχώνευση των μελών στα συστήματα σε επαφή. Άγνωστη ακόμη παραμένει η σχέση των συστημάτων σε επαφή με τους Blue Stragglers και τους ταχέως περιστρεφόμενους αστέρες που παρατηρούνται σε ανοικτά και κυρίως σφαιρωτά σμήνη.Τα διάφορα εξελικτικά σενάρια που έχουν προταθεί στη βιβλιογραφία δεν έχουν δώσει σαφείς απαντήσεις έως τώρα, ενώ παράλληλα οι παρατηρήσεις σε τέτοιου είδους αντικείμενα αυξάνονται συνεχώς. Για τον λόγο αυτό είναι απολύτως απαραίτητη η μελέτη των υποψήφιων προγεννήτορων για αστρικές συγχωνεύσεις, ευελπιστώντας στην κατανόηση των τελικών σταδίων της αστρικής εξέλιξης. Στην μελέτη αυτή χρησιμοποιούνται τηλεσκόπια που πραγματοποιήσαν φωτομετρικές και φασματοσκοπικές παρατηρήσεις από διάφορες περιοχές της Γης, ώστε να καλυφθεί ένα στατιστικά ικανοποιητικό δείγμα τέτοιων διπλών συστημάτων, ώστε τα αστροφυσικά συμπεράσματα να έχουν μεγάλη βαρύτητα.