Bildekreditt: ESO
Astronomer har oppdaget et par hvite dvergstjerner som kretser rundt hverandre i en avstand på bare 80 000 km (1/5 avstanden mellom Jorden og Månen) - det nærmeste binære systemet noensinne er oppdaget. Systemet, kjent som RX J0806.3 + 1527, ble undersøkt med European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT), og observatører la merke til at objektet ble dempet en gang hvert femte minutt som antydet et binært system.
Observasjoner med ESOs Very Large Telescope (VLT) i Chile og den italienske Telescopio Nazionale Galileo (TNG) på Kanariøyene de siste to årene har gjort det mulig for en internasjonal gruppe astronomer [1] å avdekke den sanne naturen til et eksepsjonelt binært stjernesystem .
Dette systemet, betegnet RX J0806.3 + 1527, ble først oppdaget som en røntgenkilde med variabel lysstyrke - en gang hvert femte minutt "slår det seg av" i et kort øyeblikk. De nye observasjonene har vist over all tvil at denne perioden reflekterer orbitalbevegelsen til to "hvite dvergstjerner" som kretser rundt hverandre i en avstand på bare 80 000 km. Hver av stjernene er omtrent like store som Jorden, og dette er den korteste omløpstiden som er kjent for noe binært stjernesystem.
VLT-spekteret viser linjer med ionisert helium, som indikerer at tilstedeværelsen av et overordentlig varmt område på en av stjernene - et "hot spot" med en temperatur på ca. 250.000 grader. Systemet er for tiden i en sjelden sett, forbigående evolusjonær tilstand.
Et fantastisk stellar binært system
Ett år er tiden det tar jorden å bevege seg en gang rundt solen, vår sentrale stjerne. Dette kan virke ganske raskt når det måles på skalaen fra Universet, men dette er en sneglebevegelse sammenlignet med hastigheten til to nylig oppdagede stjerner. De kretser rundt hverandre 100 000 ganger raskere; en full revolusjon tar bare 321 sekunder, eller litt mer enn 5 minutter! Det er den korteste perioden som noen gang er observert i et binært stjernesystem.
Dette er den overraskende konklusjonen oppnådd av et internasjonalt team av astronomer ledet av GianLuca Israel fra Romas astronomiske observatorium [1], og basert på detaljerte observasjoner av det svake lyset fra disse to stjernene med noen av verdens mest avanserte teleskoper. Det journalførende binære stellarsystemet har det prosaiske navnet RX J0806.3 + 1527 og det ligger nord for den himmelske ekvator i stjernebildet Cancer (The Crab).
Forskerne opplever også at de to partnerne i denne hektiske dansen mest sannsynlig er en døende hvit dvergstjerne, fanget i det sterke gravitasjonsgrepet til en annen, noe tyngre stjerne av samme eksotiske type. De to stjernene i jordstørrelsen er atskilt med bare 80 000 kilometer, litt mer enn det dobbelte av TV-kringkaster-satellittenes høyde i bane rundt jorden, eller bare en femtedel av avstanden til månen.
Orbitalbevegelsen er veldig rask faktisk - over 1000 km / sek, og den lysere stjernen vender tilsynelatende alltid den samme halvkule mot kameraten, akkurat som månen i sin bane rundt jorden. Dermed gjør den stjernen også en full sving rundt aksen på bare 5 minutter, dvs. at dens "dag" er nøyaktig like lang som sin "år".
Funnet av RX J0806.3 + 1527
Det synlige lyset som sendes ut av dette uvanlige systemet er veldig svakt, men det utstråler relativt sterke røntgenstråler. Det var på grunn av denne utslippet at den først ble oppdaget som en himmelsk røntgenkilde av ukjent opprinnelse av det tyske ROSAT-romobservatoriet i 1994. Senere ble det funnet å være en periodisk variabel kilde [2]. En gang hvert 5. minutt forsvinner røntgenstrålingen i et par minutter. Det ble nylig studert mer detaljert av NASA Chandra-observatoriet.
Røntgenkildens plassering på himmelen var lokalisert med tilstrekkelig nøyaktighet til å avdekke et veldig svakt synlig lysutstrålende objekt i samme retning, over en million ganger svakere enn den svakeste stjernen som kan sees av uhjulpet øye (V- styrke 21,1). Oppfølgingsobservasjoner ble utført med flere teleskoper i verdensklasse, inkludert ESO Very Large Telescope (VLT) ved Paranal-observatoriet i Chile, og også Telescopio Nazionale Galileo (TNG), det italienske 4-m-observatoriet i Roche de Muchachos-observatoriet på La Palma på Kanariøyene.
Arten av RX J0806.3 + 1527
Observasjonene i synlig lys viste også den samme effekten: RX J0806.3 + 1527 ble svakere en gang hvert 5. minutt, mens ingen annen periodisk modulasjon ble sett. Ved å observere spekteret til dette svake objektet med FORS1 multimodusinstrumentet på 8,2 m VLT ANTU-teleskopet, var astronomene i stand til å bestemme sammensetningen av RX J0806.3 + 1527. Det ble funnet å inneholde store mengder helium; dette er i motsetning til de fleste andre stjerner, som hovedsakelig består av hydrogen.
"Fra begynnelsen trodde vi at dette bare var et annet av de vanlige binære systemene som avgir røntgenstråler", sier Gianluca Israel. ”Ingen av oss kunne forestille oss den virkelige naturen til dette objektet. Vi løste endelig gåten ved å eliminere alle andre muligheter én etter én, mens vi fortsatte å samle inn flere data. Som den berømte detektiven sa: når du har eliminert det umulige, må det som er igjen, uansett usannsynlig, være sannheten! ”.
Nåværende teori spår at de to stjernene, som er bundet sammen av tyngdekraften i dette tette systemet, produserer røntgenstråler når en av dem fungerer som en gigantisk "støvsuger", og trekker gass fra kameraten. Den stjernen har allerede mistet en betydelig brøkdel av massen sin under denne prosessen.
Innkommende materie påvirker med høy hastighet på overflaten til den andre stjernen og det tilsvarende området - et "hot spot" - blir oppvarmet til rundt 250 000 C, hvorved røntgenstråler sendes ut. Denne strålingen forsvinner i løpet av kort tid under hver omløpsrevolusjon når dette området er på yttersiden av den tiltredende stjernen, sett fra jorden.
En veldig sjelden klasse med stjerner
Solen vår er en normal stjerne med relativt lav masse, og den vil etter hvert utvikle seg til en hvit dvergstjerne. I motsetning til den voldsomme bortgangen fra tyngre stjerner i en strålende supernovaeksplosjon, er dette en relativt "stille" prosess der stjernen sakte avkjøles mens den mister energi. Den krymper til den endelig blir så liten som jorden.
The Sun er en enkelt stjerne. Men når en sollignende stjerne er medlem av et binært system, er utviklingen av komponentstjernene mer komplisert. I løpet av en innledende fase fortsetter en stjerne å bevege seg langs en bane som faktisk befinner seg i de ytre, veldig tøffe atmosfæriske lagene til kameraten. Så kvitter systemet seg med denne saken og utvikler seg til et binært system med to kretsende hvite dvergstjerner, som RX J0806.3 + 1527.
Systemer der omløpstiden er veldig kort (mindre enn 1 time) blir referert til som AM Canis Venaticorum (AM CVn) -systemer, etter den første kjente binærstjernen i denne sjeldne klassen. Det er sannsynlig at slike systemer, etter å ha nådd en minimum orbital periode på noen få minutter, deretter begynner å utvikle seg mot lengre orbitale perioder. Dette indikerer at RX J0806.3 + 1527 nå er helt i begynnelsen av “AM CVn-fasen”.
Gravitasjonsbølger
Med sin ekstremt korte omløpsperiode er RX J0806.3 + 1527 også en fremste kandidat for å oppdage de unnvikende tyngdekraftsbølger, spådd av Einsteins generelle relativitetsteori. De har aldri blitt målt direkte, men deres eksistens er blitt avslørt indirekte i binære nøytronstjernersystemer.
Et planlagt eksperiment med gravitasjonsbølgerom, European Space Agency's Laser Interferometer Space Antenna (LISA) som vil bli lansert om cirka ti år, vil være tilstrekkelig følsom til å kunne avsløre denne strålingen fra RX J0806.3 + 1527 med en høy grad av selvtillit. En slik observasjonsbragd ville åpne et helt nytt vindu på universet.
Originalkilde: ESO News Release
