Πιστωτική εικόνα: ESO
Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα ζευγάρι λευκών άστρων νάνων που περιστρέφονται το ένα γύρω στο άλλο σε απόσταση μόλις 80.000 χιλιομέτρων (1/5 της απόστασης μεταξύ της Γης και της Σελήνης) - το πλησιέστερο δυαδικό σύστημα που ανακαλύφθηκε ποτέ. Το σύστημα, γνωστό ως RX J0806.3 + 1527, διερευνήθηκε με το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (VLT) και οι παρατηρητές παρατήρησαν ότι το αντικείμενο εξασθένισε μία φορά κάθε πέντε λεπτά υποδηλώνοντας ένα δυαδικό σύστημα.
Οι παρατηρήσεις με το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο (VLT) του ESO στη Χιλή και το ιταλικό τηλεσκόπιο Nazionale Galileo (TNG) στα Κανάρια Νησιά κατά τη διάρκεια των τελευταίων δύο ετών επέτρεψαν σε μια διεθνή ομάδα αστρονόμων [1] να αποκαλύψει την πραγματική φύση ενός εξαιρετικού δυαδικού αστρικού συστήματος .
Αυτό το σύστημα, που ορίστηκε RX J0806.3 + 1527, ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά ως πηγή ακτίνων Χ με μεταβλητή φωτεινότητα - μία φορά κάθε πέντε λεπτά, "απενεργοποιείται" για λίγο. Οι νέες παρατηρήσεις έδειξαν χωρίς αμφιβολία ότι αυτή η περίοδος αντικατοπτρίζει την τροχιακή κίνηση δύο αστέρια «λευκού νάνου» που περιστρέφονται το ένα γύρω στο άλλο σε απόσταση μόλις 80.000 χλμ. Κάθε ένα από τα αστέρια είναι τόσο μεγάλο όσο η Γη και αυτή είναι η μικρότερη περίοδος τροχιάς γνωστή για οποιοδήποτε δυαδικό αστρικό σύστημα.
Το φάσμα VLT εμφανίζει γραμμές ιονισμένου ηλίου, υποδεικνύοντας ότι η παρουσία μιας εξαιρετικά καυτής περιοχής σε ένα από τα αστέρια - ένα «καυτό σημείο» με θερμοκρασία περίπου. 250.000 βαθμούς. Το σύστημα βρίσκεται σε μια σπάνια μεταβατική εξελικτική κατάσταση.
Ένα καταπληκτικό αστρικό δυαδικό σύστημα
Ένας χρόνος είναι ο χρόνος που χρειάζεται η Γη για να κινηθεί μία φορά γύρω από τον Ήλιο, το κεντρικό μας αστέρι. Αυτό μπορεί να φαίνεται αρκετά γρήγορο όταν μετριέται στην κλίμακα του Σύμπαντος, αλλά αυτή είναι μια κίνηση σαλιγκαριού σε σύγκριση με την ταχύτητα δύο πρόσφατα ανακαλυφθέντων αστεριών. Περιστρέφονται μεταξύ τους 100.000 φορές πιο γρήγορα. μια πλήρη επανάσταση διαρκεί μόνο 321 δευτερόλεπτα ή λίγο περισσότερο από 5 λεπτά! Είναι η μικρότερη περίοδος που παρατηρήθηκε ποτέ σε ένα δυαδικό αστρικό σύστημα.
Αυτό είναι το εκπληκτικό συμπέρασμα που κατέληξε σε μια διεθνή ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον GianLuca Israel του Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ρώμης [1], και βασίστηκε σε λεπτομερείς παρατηρήσεις του αμυδρού φωτός από αυτά τα δύο αστέρια με μερικά από τα πιο προηγμένα τηλεσκόπια του κόσμου. Το δυαδικό αστρικό σύστημα που κρατά την εγγραφή φέρει το ψηφιδωτό όνομα RX J0806.3 + 1527 και βρίσκεται βόρεια του ουράνιου ισημερινού στον αστερισμό του Καρκίνου (The Crab).
Οι επιστήμονες βρίσκουν επίσης ότι οι δύο εταίροι σε αυτόν τον ταραχώδη χορό είναι πιθανότατα ένα αστέρι λευκού νάνου που πεθαίνει, παγιδευμένο στην ισχυρή βαρυτική λαβή ενός άλλου, κάπως βαρύτερου αστέρα του ίδιου εξωτικού τύπου. Τα δύο αστέρια μεγέθους της Γης χωρίζονται μόνο κατά 80.000 χιλιόμετρα, λίγο περισσότερο από το διπλάσιο του υψομέτρου των δορυφόρων τηλεοπτικής μετάδοσης σε τροχιά γύρω από τη Γη, ή μόλις το ένα πέμπτο της απόστασης από τη Σελήνη.
Η τροχιακή κίνηση είναι πράγματι πολύ γρήγορη - πάνω από 1.000 km / sec, και το ελαφρύτερο αστέρι προφανώς πάντα στρέφει το ίδιο ημισφαίριο προς τον σύντροφό του, όπως και η Σελήνη στην τροχιά της γύρω από τη Γη. Έτσι, αυτό το αστέρι κάνει επίσης μια πλήρη στροφή γύρω από τον άξονά του σε μόλις 5 λεπτά, δηλαδή η "ημέρα" του είναι ακριβώς όσο το "έτος" του.
Η ανακάλυψη του RX J0806.3 + 1527
Το ορατό φως που εκπέμπεται από αυτό το ασυνήθιστο σύστημα είναι πολύ αχνό, αλλά εκπέμπει σχετικά ισχυρές ακτίνες Χ. Λόγω αυτής της εκπομπής εντοπίστηκε για πρώτη φορά ως ουράνια πηγή ακτινογραφίας άγνωστης προέλευσης από το γερμανικό διαστημικό παρατηρητήριο ROSAT το 1994. Αργότερα βρέθηκε ότι είναι περιοδικά μεταβλητή πηγή [2]. Μία φορά κάθε 5 λεπτά, η ακτινοβολία ακτίνων Χ εξαφανίζεται για μερικά λεπτά. Μελετήθηκε πρόσφατα με μεγαλύτερη λεπτομέρεια από το παρατηρητήριο της NASA Chandra.
Η θέση της πηγής ακτίνων Χ στον ουρανό εντοπίστηκε με επαρκή ακρίβεια για να αποκαλύψει ένα πολύ αχνό αντικείμενο εκπομπής ορατού-φωτός στην ίδια κατεύθυνση, πάνω από ένα εκατομμύριο φορές πιο αδύναμο από το πιο αμυδρά αστέρι που μπορεί να δει κανείς από μη αμυντικό μάτι (V- μέγεθος 21.1). Παρακολούθηση παρακολούθησης πραγματοποιήθηκαν με διάφορα τηλεσκόπια παγκόσμιας κλάσης, συμπεριλαμβανομένου του ESO Very Large Telescope (VLT) στο Παρατηρητήριο Paranal της Χιλής, καθώς και του Telescopio Nazionale Galileo (TNG), του ιταλικού παρατηρητηρίου 4-m class στο Roche de Παρατηρητήριο Muchachos για τη Λα Πάλμα στις Καναρίους Νήσους.
Η φύση του RX J0806.3 + 1527
Οι παρατηρήσεις σε ορατό φως έδειξαν επίσης το ίδιο αποτέλεσμα: Το RX J0806.3 + 1527 γινόταν πιο αμυδρό κάθε 5 λεπτά, ενώ δεν παρατηρήθηκε καμία άλλη περιοδική διαμόρφωση. Παρατηρώντας το φάσμα αυτού του αμυδρού αντικειμένου με το όργανο πολλαπλών τρόπων FORS1 στο τηλεσκόπιο 8,2-m VLT ANTU, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να προσδιορίσουν τη σύνθεση του RX J0806.3 + 1527. Διαπιστώθηκε ότι περιέχει μεγάλες ποσότητες ηλίου. Σε αντίθεση με τα περισσότερα άλλα αστέρια, τα οποία αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο.
«Στην αρχή, πιστεύαμε ότι αυτό ήταν άλλο ένα από τα συνηθισμένα δυαδικά συστήματα που εκπέμπουν ακτίνες Χ», λέει ο Gianluca Israel. «Κανείς από εμάς δεν μπορούσε να φανταστεί την πραγματική φύση αυτού του αντικειμένου. Επιλύσαμε τελικά το παζλ εξαλείφοντας όλες τις άλλες δυνατότητες μία προς μία, ενώ συνεχίζαμε να συλλέγουμε περισσότερα δεδομένα. Όπως είπε ο διάσημος ντετέκτιβ: όταν έχετε εξαλείψει το αδύνατο, ό, τι απομένει, όσο απίθανο, πρέπει να είναι η αλήθεια! ».
Η τρέχουσα θεωρία προβλέπει ότι τα δύο αστέρια, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους από τη βαρύτητα σε αυτό το σφιχτό σύστημα, παράγουν ακτίνες Χ όταν ένα από αυτά δρα ως μια γιγαντιαία «ηλεκτρική σκούπα», αντλώντας αέριο από τον σύντροφό του. Αυτό το αστέρι έχει ήδη χάσει ένα σημαντικό μέρος της μάζας του κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.
Η εισερχόμενη ύλη προσκρούει με μεγάλη ταχύτητα στην επιφάνεια του άλλου αστεριού και στην αντίστοιχη περιοχή - ένα «θερμό σημείο» - θερμαίνεται σε περίπου 250.000 ° C, όπου εκπέμπονται ακτίνες Χ. Αυτή η ακτινοβολία εξαφανίζεται για μικρό χρονικό διάστημα κατά τη διάρκεια κάθε τροχιακής επανάστασης όταν αυτή η περιοχή βρίσκεται στην άκρη πλευρά του αστέρι που συσσωρεύεται, όπως φαίνεται από τη Γη.
Μια πολύ σπάνια κατηγορία αστεριών
Ο Ήλιος μας είναι ένα φυσιολογικό αστέρι συγκριτικά χαμηλής μάζας και τελικά θα εξελιχθεί σε αστέρι λευκού νάνου. Σε αντίθεση με τη βίαιη κατάρρευση βαρύτερων αστεριών σε μια ένδοξη έκρηξη σουπερνόβα, αυτή είναι μια συγκριτικά «αθόρυβη» διαδικασία κατά την οποία το αστέρι κρυώνει αργά χάνοντας ενέργεια. Συρρικνώνεται έως ότου γίνει τελικά τόσο μικρό όσο η Γη.
Ο Ήλιος είναι ένα μονό αστέρι. Ωστόσο, όταν ένα ηλιακό αστέρι είναι μέλος ενός δυαδικού συστήματος, η εξέλιξη των συστατικών αστεριών του είναι πιο περίπλοκη. Κατά τη διάρκεια μιας αρχικής φάσης, ένα αστέρι συνεχίζει να κινείται κατά μήκος μιας τροχιάς που είναι πραγματικά μέσα στο εξωτερικό, πολύ αδύναμο ατμοσφαιρικό στρώμα του συντρόφου του. Στη συνέχεια, το σύστημα ξεφεύγει από αυτό το θέμα και εξελίσσεται σε ένα δυαδικό σύστημα με δύο αστέρια λευκού νάνου σε τροχιά, όπως το RX J0806.3 + 1527.
Συστήματα στα οποία η τροχιακή περίοδος είναι πολύ μικρή (λιγότερο από 1 ώρα) αναφέρονται ως συστήματα AM Canis Venaticorum (AM CVn), μετά το πρώτο γνωστό δυαδικό αστέρι αυτής της σπάνιας κατηγορίας. Είναι πιθανό ότι τέτοια συστήματα, αφού έχουν φτάσει σε μια ελάχιστη τροχιακή περίοδο λίγων λεπτών, τότε αρχίζουν να εξελίσσονται προς μεγαλύτερες τροχιακές περιόδους. Αυτό δείχνει ότι το RX J0806.3 + 1527 είναι τώρα στην αρχή της «φάσης AM CVn».
Βαρυτικά κύματα
Με την εξαιρετικά μικρή τροχιακή του περίοδο, το RX J0806.3 + 1527 είναι επίσης πρωταρχικός υποψήφιος για την ανίχνευση των αόριστων βαρυτικών κυμάτων, όπως προβλέπει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Δεν έχουν μετρηθεί ποτέ άμεσα, αλλά η ύπαρξή τους έχει αποκαλυφθεί έμμεσα σε συστήματα αστεριών δυαδικών νετρονίων.
Ένα προγραμματισμένο πείραμα διαστημικού κύματος βαρύτητας, η διαστημική κεραία λέιζερ Interferometer της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (LISA) που θα ξεκινήσει σε περίπου 10 χρόνια, θα είναι αρκετά ευαίσθητη ώστε να μπορεί να αποκαλύψει αυτήν την ακτινοβολία από το RX J0806.3 + 1527 με υψηλή βαθμός εμπιστοσύνης. Ένα τέτοιο επίτευγμα παρατήρησης θα άνοιγε ένα εντελώς νέο παράθυρο στο σύμπαν.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO
