Dva bílí trpaslíci ve zběsilém tanci

Astronomové použili přístroj KPED (Kitt Peak Electron Multiplying CCD demonstrator) na NSF’s Kitt Peak National Observatory k pozorování objektu ZTF J153932.16+502738.8, což je dvojice bílých trpaslíků, kteří kolem sebe obíhají a navzájem se zakrývají. Jeden oběh vykonají za doposud nejkratší známou oběžnou periodu. Tento binární systém se nachází ve vzdálenosti téměř 8 000 světelných roků a jeho poloha se promítá do souhvězdí Pastevce (Bootes). Jedná se zároveň o druhou nejrychlejší dvojici doposud pozorovaných bílých trpaslíků.

„Binární systémy bílých trpaslíků s těsně přiléhajícími drahami jsou podle očekávání velmi silným zdrojem vyzařovaných gravitačních vln. Ačkoliv se předpokládá, že jsou relativně běžné, takovéto soustavy jsou obtížně pozorovatelné, zatím jich bylo detekováno pouze několik,“ poznamenávají astronomové.

Program ZTF (Zwicky Transient Facility) realizovaný na Caltech (California Institute of Technology) je nová přehlídka noční oblohy v současné době realizovaná na Kitt Peak National Observatory a Palomar Observatory, která by měla tento stav změnit.

ZTF J153932.16+502738.8 (zkráceně J1539) zahrnuje dvojici bílých trpaslíků obíhajících navzájem kolem sebe v mimořádně krátké periodě 6,91 minuty! Jejich oběžné dráhy jsou tak blízko sebe, že bychom mohli celý binární systém umístit do prostoru, který odpovídá průměru planety Saturn ve Sluneční soustavě.

„Když matnější hvězda prochází před jasnějším bílým trpaslíkem, zastiňuje většinu jeho světla a důsledkem je neustálé sedmiminutové blikání binárního systému, které můžeme v získaných datech vysledovat,“ říká hlavní autor studie Kevin Burdge, postgraduální student na Caltech.

Blízko obíhající bílí trpaslíci jsou předurčeni přibližovat se po spirále stále blíže k sobě a obíhat stále rychleji, přičemž sytém ztrácí energii vyzařováním gravitačních vln. „Časem tato dvojice bílých trpaslíků splyne v jeden objekt nebo bude lehčí bílý trpaslík pozvolna roztrhán hmotnější složkou,“ říká James Fuller, teoretický astrofyzik na Caltech. „Nejsme si jisti, co nastane v tomto případě, avšak objev většího množství takovýchto systémů nám může říci, jak často tyto hvězdy přežívají své vzájemné blízké setkání.“

Oběžná perioda v systému J1539 se podle předpovědi stane měřitelně kratší už během několika roků. Kevin Burdge se svými spolupracovníky byl schopen potvrdit předpověď ze zmenšování oběžných drah v důsledku obecné teorie relativity porovnáním jejich nových výsledků měření s archivními daty získanými v uplynulých deseti letech.

„J1539 je vzácný klenot. Je pouze jedním z několika známých zdrojů gravitačních vln, na které se v budoucnu zaměří evropská kosmická mise LISA (Laser Interferometer Space Antenna), jejíž start se očekává v roce 2034,“ říká Kevin Burdge.

Další záhada, na kterou astronomové v budoucnu očekávají odpověď, se týká teploty horkých bílých trpaslíků, která je nyní odhadována na 50 000 °C.

Tento bílý trpaslík je tak horký proto, že je zřejmě na počátku fáze ´pojídání´ svého průvodce a přitahování materiálu směrem k sobě, což je proces, který vede k zahřívání materiálu na velmi vysokou teplotu. Avšak toto pojídání, které také označujeme termínem akrece, je obvykle spojeno s rentgenovým zářením, ale astronomové doposud žádné nepozorovali.

„Je překvapující, že v této binární soustavě zatím nebylo pozorováno žádné rentgenové záření. Jednou z možností je, že akreční body na povrchu bílého trpaslíka – oblasti, kam dopadá hmota – jsou větší než bývá typické a důsledkem toho může být emise ultrafialového záření a viditelného světla místo rentgenového záření,“ dodává Kevin Burdge.

Objev byl popsán v článku publikovaném 25. 7. 2019 v časopise Nature.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/eclipsing-white-dwarf-binary-shortest-orbital-period-07429.html

autor: František Martinek