מערכות כפולות קרובות הן "מעבדות" כוכביות, שנותנות לאסטרונומים הזדמנות מצוינת לחקור את התפתחות הכוכבים. שני כוכבים שמתפתחים בצוותא עשויים לסיים את חייהם בדרך שונה לגמרי מזו שהיו מסיימים בה אילו התפתחו כל אחד לבדו. לכל מערכת יש סיפור משלה. נוסף על כך, העברת מסה יכולה להוביל לכמה מהתופעות המרהיבות ביותר באסטרונומיה של אנרגיות גבוהות.
באדיבות NASA
כוכב כפול במגע היה נראה כ"שמש" מוזרה בשמים של עולם דמיוני. הדוגמה הקרובה והמפורסמת ביותר היא W הדובה הגדולה (W Ursae Majoris), בקבוצת הכוכבים הדובה הגדולה. כוכבים כפולים במגע מורכבים משני כוכבים בעלי מסות דומות למדי, ששניהם ממלאים את אונות רוש שלהם. המסה הכוללת שלהם בין 0.8 ל-5 מסות שמש, ומכיוון שהם קרובים כל כך, זמן המחזור המשותף שלהם קצר מאוד – פחות מיום וחצי. רבים מהכוכבים הכפולים בעלי זמני המחזור הקצרים ביותר מתגלים בזכות קרינת הרנטגן שלהם: חומר שנופל מכוכב אחד על בן לוויה דחוס מואץ ומתחמם למיליוני קלווין, ובטמפרטורה כזו הוא פולט קרינת רנטגן. הכוכב הכפול 4U 1820-30, שזמן המחזור שלו 11 דקות בלבד, התגלה ב-1987 בעזרת מצפה הרנטגן האירופי EXOSAT. ככל הנראה זה כוכב נייטרונים שמקיף ננס לבן, בצביר הכדורי NGC 6624, במרחק של כ-7,600 פרסק. ב-2010 התברר ששני ננסים לבנים במערכת HM הסרטן (HM Cancri) מקיפים זה את זה כל 5.4 דקות, במהירות מסחררת של כ-500 קילומטרים בשנייה. לפי התיאוריה, אובדן מסה יכול ליצור כוכבים כפולים במגע שזמן המחזור שלהם קצר עד 2 דקות! אי-שם בגלקסיה שלנו אולי יש פלנטה שבשמיה מסתחררת "שמונה" זוהרת, כמו גימיק פרסומי מוזר.
פולסרים הם כוכבי נייטרונים – חומר גרעיני דחוס מאוד שנוצר במותו של כוכב מסיבי. בשנות ה-80 גילו אסטרונומי רדיו סוג של פולסרים שמסתובבים במהירות מדהימה. הראשון התגלה ב-1982, והוא מהבהב בזמן מחזור של 0.0016 שניות. אף טכנולוגיה אנושית, אפילו מנוע הטורבינה המהיר ביותר, אינה מסתובבת בקצב כזה. ובכל זאת, קריסה של כוכב יצרה כדור של חומר גרעיני בגודל של עיר (קוטר של כ-20 קילומטרים) שמסתובב 642 פעמים בשנייה! פולסר המילישנייה הראשון שהתגלה הוא היום השני במהירותו: ב-2005 התגלה פולסר שמסתובב 716 פעמים בשנייה. היום ידועים כ-4,000 פולסרים, ולכמה מאות מהם זמן מחזור של פחות מ-10 עד 30 אלפיות שנייה. פולסרי מילישנייה רבים נמצאו בצבירי כוכבים שגילם 5 עד 10 מיליארד שנים. התגלית הזאת תמוהה, כי הסיבוב של פולסרים אמור להאט תוך 10 מיליון שנים בלבד. כלומר, הסיבוב המהיר של פולסרי המילישנייה נגרם זמן רב אחרי היווצרותם, מאירוע מאוחר יותר – למשל היווצרות של מערכת כפולה במפגש עם כוכב אחר.
באדיבות NASA
בעבר חשבו אסטרונומים שההתפתחות של כוכבי נייטרונים פשוטה מאוד: הם נוצרים בפיצוץ סופרנובה, מתקררים, והסיבוב שלהם מאט. היום ברור שפולסרים יכולים להתפתח במערכות כפולות. כוכב נייטרונים שמקיף כוכב רגיל מושך אליו חומר מהכוכב הרגיל. החומר נע אליו בספירלה, ובגלל שימור התנע הזוויתי כוכב הנייטרונים מואץ ונעשה לפולסר מילישנייה. במקרים מסוימים המערכת הכפולה מתפרקת כשכוכב אחר עובר קרוב אליה, ונשאר פולסר מילישנייה בודד. קיומם של פולסרי מילישנייה מאשר שכמה מהשלבים הדרמטיים ביותר בהתפתחות כוכבים מתרחשים במערכות כפולות.
כשמערכת כפולה מכילה שני כוכבים מסיביים מאוד, אחת התוצאות האפשריות היא שתי התפוצצויות סופרנובה שמשאירות כוכב נייטרונים כפול. אבל גם כוכב נייטרונים אחד שמקיף כוכב רגיל יכול לפלוט כמויות עצומות של קרינה באנרגיה גבוהה. באמצע שנות ה-70 גילו אסטרונומים גופים שנקראים מתפרצי רנטגן (X-ray bursters). היום ידוע שאלה כוכבי נייטרונים שמקיפים כוכב רגיל קל. כך, לפי ההבנה הנוכחית, הם פולטים את קרינת הרנטגן: חומר נקרע מהכוכב הרגיל ונופל על כוכב הנייטרונים, והדחיסה הכבידתית מחממת את הגז מאוד. הגז הלוהט פולט קרינת רנטגן רציפה, והלחץ גבוה כל כך שהמימן מותך להליום. כוכב הנייטרונים נעטף אז בשמיכה של הליום. כששכבת ההליום מגיעה לעובי מסוים, הטמפרטורה בה מספיקה להיתוך של הליום – אבל הפעם התגובה התרמו-גרעינית נפיצה, ונוצר פרץ חזק של קרינת רנטגן. בפרץ שנמשך כמה שניות עד דקות, מתפרץ רנטגן פולט פי עשרות אלפים יותר אנרגיה בשנייה מהשמש. תהליך דומה של תגובות גרעיניות נפיצות על פני ננס לבן יוצר נובה.
→ הסעיף הקודם: 14.7 נובה וסופרנובה | הסעיף הבא: 14.9 התפרצויות קרינת גמא ←