Źródło zdjęcia: ESO
Astronomowie odkryli parę białych karłów, które obracają się wokół siebie w odległości zaledwie 80 000 km (1/5 odległości między Ziemią a Księżycem) - najbliższego odkrytego układu podwójnego. System, znany jako RX J0806.3 + 1527, został zbadany za pomocą bardzo dużego teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego (VLT), a obserwatorzy zauważyli, że obiekt ściemniał co pięć minut, co sugeruje układ podwójny.
Obserwacje bardzo dużym teleskopem ESO (VLT) w Chile i włoskim Telescopio Nazionale Galileo (TNG) na Wyspach Kanaryjskich w ciągu ostatnich dwóch lat pozwoliły międzynarodowej grupie astronomów [1] odkryć prawdziwą naturę wyjątkowego podwójnego układu gwiezdnego .
Ten system, oznaczony jako RX J0806.3 + 1527, został po raz pierwszy odkryty jako źródło promieniowania rentgenowskiego o zmiennej jasności - raz na pięć minut „wyłącza się” na krótką chwilę. Nowe obserwacje wykazały ponad wszelką wątpliwość, że okres ten odzwierciedla ruch orbitalny dwóch gwiazd „białego karła”, które krążą wokół siebie w odległości zaledwie 80 000 km. Każda z gwiazd jest mniej więcej tak duża jak Ziemia i jest to najkrótszy okres orbitalny znany z dowolnego podwójnego układu gwiezdnego.
Widmo VLT wyświetla linie zjonizowanego helu, wskazując, że obecność niezwykle gorącego obszaru na jednej z gwiazd - „gorącym punkcie” o temperaturze ok. 250 000 stopni. System znajduje się obecnie w rzadko obserwowanym, przejściowym stanie ewolucyjnym.
Niesamowity gwiezdny układ binarny
Jeden rok to czas, w którym Ziemia porusza się raz wokół Słońca, naszej centralnej gwiazdy. Może się to wydawać dość szybkie, gdy jest mierzone w skali Wszechświata, ale jest to ruch ślimaka w porównaniu z prędkością dwóch niedawno odkrytych gwiazd. Krążą wokół siebie 100 000 razy szybciej; jeden pełny obrót zajmuje tylko 321 sekund lub nieco więcej niż 5 minut! Jest to najkrótszy okres, jaki kiedykolwiek zaobserwowano w podwójnym układzie gwiezdnym.
Jest to zaskakujący wniosek międzynarodowego zespołu astronomów pod przewodnictwem GianLuca Israel z Obserwatorium Astronomicznego w Rzymie [1], oparty na szczegółowych obserwacjach słabego światła tych dwóch gwiazd za pomocą niektórych z najbardziej zaawansowanych teleskopów na świecie. Rekordowy binarny układ gwiezdny nosi prozaiczną nazwę RX J0806.3 + 1527 i znajduje się na północ od równika niebieskiego w gwiazdozbiorze Raka (Kraba).
Naukowcy odkryli również, że dwaj partnerzy tego gorączkowego tańca są najprawdopodobniej umierającą gwiazdą białego karła, uwięzioną w silnym chwycie grawitacyjnym innej, nieco cięższej gwiazdy tego samego egzotycznego typu. Dwie gwiazdy wielkości Ziemi dzieli odległość zaledwie 80 000 kilometrów, czyli nieco więcej niż dwa razy więcej niż wysokość satelitów transmitujących telewizję na orbicie wokół Ziemi lub zaledwie jedna piąta odległości do Księżyca.
Ruch orbitalny jest rzeczywiście bardzo szybki - ponad 1000 km / s, a jaśniejsza gwiazda najwyraźniej zawsze obraca tę samą półkulę w kierunku swojego towarzysza, podobnie jak Księżyc na swojej orbicie wokół Ziemi. W ten sposób gwiazda wykonuje jeden pełny obrót wokół swojej osi w ciągu zaledwie 5 minut, tzn. Jej „dzień” jest dokładnie tak długi jak „rok”.
Odkrycie RX J0806.3 + 1527
Światło widzialne emitowane przez ten niezwykły system jest bardzo słabe, ale emituje stosunkowo silne promieniowanie rentgenowskie. Właśnie z powodu tej emisji zostało po raz pierwszy wykryte przez niemieckie obserwatorium kosmiczne ROSAT w 1994 r. Jako niebieskie źródło promieniowania rentgenowskiego o nieznanym pochodzeniu. Później okazało się, że jest to źródło okresowo zmienne [2]. Raz na 5 minut promieniowanie rentgenowskie znika na kilka minut. Ostatnio zostało bardziej szczegółowo zbadane przez obserwatorium NASA Chandra.
Pozycja źródła promieniowania rentgenowskiego na niebie została zlokalizowana z wystarczającą dokładnością, aby odsłonić bardzo słaby obiekt emitujący światło widzialne w tym samym kierunku, ponad milion razy słabszy niż najsłabsza gwiazda, którą można zobaczyć nieuzbrojonym okiem (V- jasność 21,1). Obserwacje uzupełniające przeprowadzono przy pomocy kilku światowej klasy teleskopów, w tym bardzo dużego teleskopu ESO (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile, a także Telescopio Nazionale Galileo (TNG), włoskiego obserwatorium klasy 4 m w Roche de Obserwatorium Muchachos na La Palmie na Wyspach Kanaryjskich.
Charakter RX J0806.3 + 1527
Obserwacje w świetle widzialnym również wykazały ten sam efekt: RX J0806.3 + 1527 ściemniał co 5 minut, podczas gdy nie zaobserwowano innej okresowej modulacji. Obserwując spektrum tego słabego obiektu za pomocą wielomodowego instrumentu FORS1 na 8,2-metrowym teleskopie VLT ANTU, astronomowie byli w stanie określić skład RX J0806.3 + 1527. Stwierdzono, że zawiera duże ilości helu; w przeciwieństwie do większości innych gwiazd, które składają się głównie z wodoru.
„Na początku myśleliśmy, że jest to kolejny zwykły układ binarny emitujący promieniowanie rentgenowskie”, mówi Gianluca Israel. „Nikt z nas nie mógł sobie wyobrazić prawdziwej natury tego obiektu. W końcu rozwiązaliśmy zagadkę, eliminując wszystkie inne możliwości jedna po drugiej, jednocześnie zbierając więcej danych. Jak powiedział słynny detektyw: kiedy wyeliminowałeś niemożliwe, wszystko, co jest nieprawdopodobne, musi być prawdą! ”.
Obecna teoria przewiduje, że dwie gwiazdy, które są połączone grawitacją w tym ciasnym układzie, wytwarzają promienie X, gdy jedna z nich działa jak gigantyczny „odkurzacz”, odciągając gaz od swojego towarzysza. Ta gwiazda straciła już znaczną część swojej masy podczas tego procesu.
Przychodząca materia uderza z dużą prędkością na powierzchnię drugiej gwiazdy, a odpowiadający jej obszar - „gorący punkt” - jest podgrzewany do około 250 000 ° C, przez co emitowane są promienie rentgenowskie. Promieniowanie to znika na krótko podczas każdej rewolucji orbitalnej, gdy obszar ten znajduje się po drugiej stronie akrecyjnej gwiazdy, widzianej z Ziemi.
Bardzo rzadka klasa gwiazd
Nasze Słońce jest normalną gwiazdą o stosunkowo niskiej masie i ostatecznie przekształci się w gwiazdę białego karła. W przeciwieństwie do gwałtownej śmierci cięższych gwiazd w chwalebnej eksplozji supernowej, jest to stosunkowo „cichy” proces, podczas którego gwiazda powoli ochładza się, tracąc energię. Kurczy się, aż w końcu staje się tak mały jak Ziemia.
Słońce jest pojedynczą gwiazdą. Jednak gdy gwiazda podobna do Słońca jest członkiem układu podwójnego, ewolucja jej gwiazd składowych jest bardziej skomplikowana. Podczas początkowej fazy jedna gwiazda nadal porusza się po orbicie, która faktycznie znajduje się w zewnętrznych, bardzo delikatnych warstwach atmosferycznych jej towarzysza. Następnie system sam się pozbywa tej materii i przekształca w układ podwójny z dwiema orbitującymi gwiazdami białego karła, takimi jak RX J0806.3 + 1527.
Układy, w których okres obiegu księżyca jest bardzo krótki (mniej niż 1 godzina), nazywane są układami AM Canis Venaticorum (AM CVn), po pierwszej znanej podwójnej gwiazdy tej rzadkiej klasy. Jest prawdopodobne, że takie układy, po osiągnięciu minimalnego okresu orbity wynoszącego kilka minut, zaczynają ewoluować w kierunku dłuższych okresów orbity. Oznacza to, że RX J0806.3 + 1527 jest teraz na samym początku „fazy CV CV”.
Fale grawitacyjne
Dzięki wyjątkowo krótkiemu okresowi orbitowania, RX J0806.3 + 1527 jest również głównym kandydatem do wykrywania nieuchwytnych fal grawitacyjnych, przewidzianych w ogólnej teorii względności Einsteina. Nigdy nie zostały zmierzone bezpośrednio, ale ich istnienie ujawniono pośrednio w podwójnych układach gwiazd neutronowych.
Planowany eksperyment w przestrzeni fal grawitacyjnych, laserowa interferometryczna antena kosmiczna (LISA) Europejskiej Agencji Kosmicznej (LISA), która zostanie uruchomiona za około 10 lat, będzie wystarczająco czuła, aby móc wykryć to promieniowanie z RX J0806.3 + 1527 z wysoką stopień pewności siebie. Taki wyczyn obserwacyjny otworzyłby całkowicie nowe okno na wszechświat.
Oryginalne źródło: ESO News Release
