Unikátní zákrytová dvojhvězda

Na kresbě vlevo je představa unikátního dvojhvězdného systému NLTT 11748, jehož větší – méně hmotná héliová hvězda – je částečně zakryta menším, avšak mnohem hmotnějším bílým trpaslíkem, který má zhruba velikost naší Země. Credit: Steve Howell/Pete Marenfeld/NOAO.

Astrofyzikové na University of California Santa Barbara jsou prvními vědci, kteří identifikovali dva bílé trpaslíky v dvojhvězdné soustavě, jenž se navzájem zakrývají. To umožnilo první přímé určení průměru velmi vzácného bílého trpaslíka složeného převážně z hélia. Tyto výsledky pozorování budou publikovány v časopise Astrophysical Journal Letters. Jedná se o potvrzení teorie o různých typech hvězdných bílých trpaslíků.

Příběh začíná pozorováním, které uskutečnil postgraduální student Justin Steinfadt (UC Santa Barbara), když monitoroval bílé trpaslíky jako součást své práce společně s profesorem Lars Bildstenem (UCSB's Kavli Institute for Theoretical Physics) a Steve Howellem, který pracuje jako astronom na National Optical Astronomy Observatory (NOAO), Tucson, Arizona.

Krátkodobé zákryty byly objeveny během pozorování hvězdy NLTT 11748 pomocí dalekohledu Faulkes Telescope North na Las Cumbres Observatory Global Telescope (LCOGT). Hvězda je jednou z mála známých málo hmotných héliových bílých trpaslíků, kteří jsou pod pečlivým dohledem pro jejich změny jasnosti. Krátké momentky hvězd – expozice každou minutu – představují několik po sobě jdoucích obrázků, na nichž bylo možno rozlišit nepatrný pokles jasnosti hvězdy.

Astronomové pozorovali tříminutový zákryt dvojhvězdy dvakrát během časového úseku 5,64 hodiny, což je oběžná doba hvězd kolem společného těžiště. Justin Steinfadt si uvědomil důležitost tohoto neočekávaného objevu.

Vzrušení nad objevem a potřeba jeho rychlého potvrzení vedla k použití Keckova dalekohledu o průměru 10 m, který se nachází na Havajských ostrovech, na vrcholu vyhaslé sopky Mauna Kea. Pozorování byla realizována již 5 týdnů po prvním pozorování. Během této noci byli astronomové schopni měřit změny Dopplerova posuvu ve spektru hvězdy NLTT 11748 při jejím oběhu kolem slabšího, avšak mnohem hmotnějšího průvodce, rovněž bílého trpaslíka.

Tato pozorování vedla k potvrzení zajímavé teorie, týkající se bílých trpaslíků – hvězd v konečném stadiu svého vývoje. Život hvězd se ubírá mnoha cestami. „Vznik takovýchto binárních soustav, obsahujících extrémně málo hmotného héliového bílého trpaslíka byl důsledkem vzájemného ovlivňování a výměny hmoty mezi dvěma výchozími hvězdami,“ říká Steve Howell. Bílí trpaslíci jsou velmi husté pozůstatky hvězd jako Slunce, jejich rozměry jsou však srovnatelné s průměrem Země. Hvězda se stává bílým trpaslíkem v okamžiku, kdy vyčerpá zásoby nukleárního paliva, přičemž veškerá zbývající hmota je nahuštěna ve vnitřním obnaženém jádru hvězdy – především se jedná o uhlík a kyslík.

Jedna z hvězd v nově objeveném binárním systému je vzácný héliový bílý trpaslík s hmotností 10 až 20 % hmotnosti Slunce (průměr přibližně 56 000 km). Existence těchto zvláštních hvězd byla známa již před více než 20 roky. Teoretické práce předpovídaly, že tyto hvězdy jsou teplejší a větší než obvyklí bílí trpaslíci. Až dosud jejich nebyly průměry nikdy změřeny. Pozorování hvězdy NLTT 11748 touto skupinou astronomů přinesla první přímé určení průměru vzácného typu bílého trpaslíka, které potvrzuje tuto teorii.

Druhá hvězda v binárním systému je rovněž bílý trpaslík, třebaže běžnějšího typu, obsahující především uhlík a kyslík – hmotnost tohoto bílého trpaslíka dosahuje 70 % hmotnosti Slunce. Tato hvězda je mnohem hmotnější a mnohem menší než druhý bílý trpaslík. Vyzařuje asi 30krát méně světla než jeho hvězdný průvodce.

„Zejména nás fascinuje možnost uvažovat o tom, co se stane za 6 až 10 miliard roků,“ říká Bildsten. „Tento binární systém vyzařuje gravitační vlny v intenzitě, která přivede oba bílé trpaslíky ke vzájemnému kontaktu. Co se stane pak, to je ve hvězdách.“

Zdroj: http://www.ia.ucsb.edu/pa/display.aspx?pkey=2249

autor: František Martinek