Hartzaken kunnen raadselachtig en mysterieus zijn, net als ongebruikelijke astronomische objecten die hartslagsterren worden genoemd.

Hartslag sterren, in grote aantallen ontdekt door NASA's Kepler-ruimtetelescoop, zijn dubbelsterren (systemen van twee sterren die om elkaar draaien) die hun naam hebben gekregen, want als je hun helderheid in de loop van de tijd in kaart zou brengen, het resultaat zou eruitzien als een elektrocardiogram, een grafiek van de elektrische activiteit van het hart. Wetenschappers zijn hierin geïnteresseerd omdat het binaire systemen zijn in langgerekte elliptische banen. Dit maakt ze natuurlijke laboratoria voor het bestuderen van de zwaartekrachtseffecten van sterren op elkaar.

In een hartslag sterrenstelsel, de afstand tussen de twee sterren varieert drastisch terwijl ze om elkaar heen draaien. Hartslagsterren kunnen zo dicht als een paar stellaire stralen bij elkaar komen, en tot 10 keer die afstand in de loop van één baan.

Op het punt van hun meest nabije ontmoeting, de onderlinge aantrekkingskracht van de sterren zorgt ervoor dat ze een beetje ellipsvormig worden, dat is een van de redenen waarom hun licht zo variabel is. Dit is hetzelfde type "getijdekracht" dat oceaangetijden op aarde veroorzaakt. Door hartslagsterren te bestuderen, astronomen kunnen beter begrijpen hoe dit fenomeen werkt voor verschillende soorten sterren.

Getijdekrachten zorgen er ook voor dat hartslagsterren trillen of "rinkelen" - met andere woorden, de diameters van de sterren fluctueren snel terwijl ze om elkaar heen draaien. Dit effect is het meest merkbaar op het punt van dichtste nadering.

"Je kunt aan de sterren denken als bellen, en eenmaal elke orbitale omwenteling, wanneer de sterren hun dichtste nadering bereiken, het is alsof ze elkaar met een hamer slaan, " zei Avi Shporer, NASA Sagan postdoctoraal onderzoeker bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, en hoofdauteur van een recente studie over hartslagsterren. "Een of beide sterren trillen tijdens hun banen, en als ze dichter bij elkaar komen, het is alsof ze heel hard rinkelen."

Kepler, nu in zijn K2-missie, ontdekte de afgelopen jaren grote aantallen hartslagsterren. Een studie uit 2011 besprak een ster genaamd KOI-54 die elke 41,8 dagen een toename in helderheid laat zien. In 2012, een daaropvolgende studie karakteriseerde 17 extra objecten in de Kepler-gegevens en noemde ze 'hartslagsterren'. Om deze unieke systemen te karakteriseren, verdere gegevens en onderzoek waren nodig.

Sporer's studie, gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift , heeft de banen gemeten van 19 hartslagsterrensystemen - de grootste batch die ooit in een enkele studie is gekarakteriseerd. De auteurs volgden bekende hartslagsterren op, eerder geïdentificeerd door de Kepler-missie. specifiek, ze gebruikten een instrument op de W.M. Keck Observatory-telescoop in Hawaï genaamd de High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES), die de golflengten van invallend licht meet, die worden uitgerekt wanneer een ster van ons af beweegt en korter in beweging naar ons toe. Met deze informatie kunnen astronomen de snelheid van de objecten langs de zichtlijn berekenen, en meet de vorm van de baan.

"We ontdekten dat de hartslagsterren in onze steekproef heter zijn dan de zon en groter dan de zon, "Zei Shporer. "Maar het is mogelijk dat er anderen zijn met verschillende temperatuurbereiken die we nog niet hebben gemeten."

Onderzoeksauteurs stellen ook dat sommige binaire systemen van hartslagsterren een derde ster in het systeem kunnen hebben die nog niet is gedetecteerd, of zelfs een vierde ster.

"Het loutere bestaan ​​van hartslagsterren is een beetje een puzzel, " zei Susan Mullally (voorheen Thompson), een SETI Institute-wetenschapper die werkt voor de Kepler-missie in het Ames Research Center van NASA in Moffett Field, Californië, en co-auteur van de studie. "Al het getijde-uitrekken van deze hartslagsterren had ervoor moeten zorgen dat het systeem snel in een cirkelvormige baan was geëvolueerd. Een derde ster in het systeem is een manier om de zeer uitgestrekte, elliptische banen die we waarnemen."

Onderzoekers voeren momenteel vervolgstudies uit om te zoeken naar derde-stercomponenten in hartslagsterrensystemen.

"We kijken uit naar de voortdurende samenwerking tussen observatoria op de grond en in de ruimte om de complexe innerlijke werking van hartslagsterren beter te begrijpen, ' zei Schporer.