Astronomer har direkt bekräftat fyra tidigare dolda vita dvärgar i närliggande binära system. Alla system ligger inom 65 ljusår från jorden, och ett innehåller den nionde närmaste kända vita dvärgen till solen.

Upptäckterna gjordes av forskare vid University of Warwick och University of Colorado Boulder. Deras resultat publicerades i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Varje vit dvärg kretsar kring en röd dvärgstjärna. Eftersom de röda dvärgarna verkar större och ljusare, såg systemen ut att innehålla bara en enda stjärna när de betraktades i synligt ljus. De nya observationerna avslöjade att alla fyra närliggande röda dvärgarna dolde vita dvärgkompanjoner.

Första författaren, Dr. Mairi O'Brien, forskare vid University of Warwick, sade: "Närliggande isolerade vita dvärgar är vanligtvis lätta att hitta, men vi kunde inte se dessa fyra stjärnor direkt i synliga våglängder eftersom deras röda dvärgkompanjoner dränkte deras ljus. Det är en påminnelse om att även i vår egen kosmiska bakgård kan vi fortfarande hitta överraskningar om vi tittar på rätt sätt, vid rätt våglängder."

Astronomer har tillbringat årtionden med att noggrant katalogisera stjärnor nära solen, men vita dvärgar i system som dessa förblir svåra att upptäcka. De fyra systemen väckte uppmärksamhet eftersom deras synliga stjärnor visade en uttalad radiell vobbling. Denna rörelse uppstår när en stjärna rör sig något mot och bort från jorden medan en osynlig, massiv kropp drar i den under omlopp. Vobblingen antydde att varje röd dvärg hade en dold följeslagare.

Forskarna använde ultravioletta spektrografdata från rymdteleskopet Hubble för att undersöka de fyra systemen mer i detalj. Vita dvärgar är generellt mycket lättare att känna igen i ultraviolett ljus. Röda dvärgar kan dock producera kraftfulla utbrott som imiterar den ultravioletta signalen från en vit dvärg, vilket gör bekräftelse svårare. För att separera de verkliga signalerna från effekterna av stjärnflammor utvecklade teamet specialiserade kalibreringsmetoder. Denna analys bekräftade officiellt att alla fyra system innehöll vita dvärgstjärnor.

Ett av systemen, G 203-47, var särskilt förbryllande. Även om det bara ligger 25 ljusår bort, behövde astronomer 27 år efter att först ha upptäckt dess radiella vobbling för att identifiera den dolda vita dvärgen. Objektet är nu känt som den nionde närmaste vita dvärgen till solen.

G 203-47 beter sig också annorlunda än liknande binära system. Dess röda dvärg tar mer än 100 dagar att genomföra en rotation, trots att den kretsar runt den vita dvärgen var 14,9 dag. Under normala omständigheter skulle den gravitationella interaktionen mellan två nära kretsande stjärnor förväntas synkronisera deras rörelse genom tidvattenlåsning. Månen och jorden är ett välbekant exempel, eftersom samma sida av månen ständigt är vänd mot jorden. I G 203-47 roterar dock den röda dvärgen alldeles för långsamt för att vara synkroniserad med sin omloppsbana.

Medförfattaren Dr. David Wilson, forskare vid University of Colorado Boulder, sade: "Det fascinerande är att G 203-47 inte borde rotera så långsamt om den bildades på samma sätt som liknande system. Detta tyder på att dessa binära system har haft mycket olika evolutionära historier. Vissa genomgick våldsamma, långvariga interaktioner tidigt som låste dem tidvattenmässigt. Andra, som G 203-47, upplevde mildare, kortare möten som lämnade dem i detta ovanliga tillstånd."

Den ovanliga rotationen hos G 203-47 tyder på att inte alla vita dvärg- och röda dvärgpar utvecklades genom samma process. Vissa system kan ha upplevt långa och intensiva interaktioner tidigt i sin historia, vilket fick stjärnorna att bli tidvattenlåsta. Andra kan ha interagerat under en kortare period och med mindre kraft, vilket lämnade deras rotationer osynkroniserade.

De fyra upptäckterna har också gjort det möjligt för astronomer att revidera folkräkningen av vita dvärgar inom 20 parsec (65 ljusår). Tidigare populationsmodeller förutspådde att ungefär 4 till 5 nära kretsande vita dvärgar