2023 Autor: Brooke Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-05-20 23:53
MINNEAPOLIS, MN – Dvě husté hvězdy bičující kolem sebe závratnou rychlostí mohou být nejsilnějším známým zdrojem Einsteinových prostorem se chvějících gravitačních vln.
Dvojhvězda - nazvaná RXJ0806 - byla objevena v roce 1994 v rentgenovém záření. Později se ukázalo, že svítí a svítí každých 5,4 minuty, dvouhvězdičkové uspořádání je považováno za pár bílých trpaslíků – hustý popel vyhořelých hvězd – rotujících kolem sebe.
Předpokládaná vzdálenost je pouhých 50 000 mil – pouhá jedna pětina vzdálenosti mezi Zemí a Měsícem, což z něj dělá nejbližší hvězdný pár, jaký byl kdy pozorován. Zamotané duo by měly vybuchovat gravitační vlny - vlnění ve struktuře prostoru a času předpovídané Einsteinovou teorií obecné relativity.
"Tyto vlny ještě nebyly přímo detekovány, ale existují nepřímé důkazy," řekl Tod Strohmayer, který zde minulý týden prezentoval výsledky na setkání Americké astronomické společnosti.
Strohmayer z Goddard Space Flight Center NASA představil data z rentgenové observatoře Chandra, která ukazují, že doba mezi rentgenovými záblesky se každým rokem zkracuje o 1,2 milisekundy. Z toho vyplývá, že trpaslíci obíhají stále rychleji, jak do sebe postupně padají rychlostí jeden palec za hodinu.
Toto "roztočení" je konzistentní s rotační energií, která se ztrácí gravitačními vlnami. Množství energie vyzařované gravitačními vlnami ve všech směrech by podle Strohmayera mohlo být 100násobkem energie, kterou naše Slunce vydává do světla.
Studie bude podrobně popsána v časopise Astrophysical Journal.
Gravitační tikání
Není to poprvé, co bylo vidět, že se dva objekty v průběhu času otáčejí rychleji. Bylo zjištěno, že rádiové pulsy z pulsaru Hulse-Taylor se k sobě přibližují v důsledku emise gravitačních vln mezi pulsarem a obíhající neutronovou hvězdou.
Na tomto setkání také Ingrid Stairsová z University of British Columbia a kolegové zjistili, že vzdálenost mezi systémem dvojitého pulsaru (PSR J0737-3039A a B) se zmenšuje na přibližně dva a půl palce za den, přesně jak se očekávalo od ztráty energie na gravitační vlny.
"Věci běží přesně tak, jak by Einstein předpověděl," řekl Stairs.
Ačkoli gravitační vlny ještě nebyly přímo detekovány, budoucí mise se určitě podívají na tento nově identifikovaný pár bílých trpaslíků, který je 1 600 světelných let od Země v souhvězdí Raka.
"Když LISA hledá zdroje gravitačních vln, tento může vyčnívat jako bolavý palec," řekl Strohmayer.
LISA, plánovaný na start v roce 2012, bude zahrnovat tři satelity obíhající 3 miliony mil (5 milionů kilometrů) od sebe v trojúhelníkové formaci. Jak gravitační vlny - pohybující se rychlostí světla - omývají zemské břehy, mohou satelity detekovat změnu ve své separaci mnohem menší, než je šířka atomu.
"Jako zdroj gravitačních vln je J0806 velmi jasný," řekl Lee Finn, ředitel Centra pro fyziku gravitačních vln na Penn State University, v e-mailové zprávě.
Finn očekává, že družice LISA budou v J0806surfovat každých 160 sekund každých 160 sekund jednu kvadriliontinu metru (přibližně velikost atomového jádra).
Protilehlé tváře
Předpokládané oblasti bílých trpaslíků mají přibližně polovinu hmotnosti Slunce, ale jejich poloměry jsou pravděpodobně srovnatelné s poloměry Země, což znamená, že jejich hmota je hustě zabalená. Kompaktní velikost umožňuje trpaslíkům obíhat mnohem blíže, než by mohly normální hvězdy.
Zůstávají otázky, jaký mechanismus způsobuje zapínání a vypínání pozorovaných rentgenových paprsků. Jednou z možností je, že horká rentgenová skvrna na jednom z trpaslíků přichází a odchází z našeho pohledu, když trpaslíci rotují kolem sebe.
Důkaz pro tuto hypotézu pochází ze skutečnosti, že dvojice mrká i ve viditelném světle. Časování viditelných záblesků je opačné než u rentgenových záblesků: stejně jako se zapínají/vypínají rentgenové paprsky, vypíná/zapíná se viditelné.
Tato odchylka může být způsobena tím, že horké rentgenové paprsky z této skvrny zahřívají protější tvář druhého trpaslíka, což způsobuje, že vyzařuje viditelné světlo. Je to, jako by bílí trpaslíci byli dva tanečníci točící se kolem sebe - jeden s úsměvem zářícím v rentgenovém záření, druhý odrážející tento pohled ve viditelném.
Kdy tento tanec skončí?
Strohmayer řekl, že dva trpaslíci by měli nadále ztrácet energii gravitačními vlnami a sloučit se mezi 500 000 a jedním milionem let od nynějška. Teorie říká, že tato událost by rozpoutala obrovský výbuch gravitačních vln.
Film zobrazující, jak by spojení mohlo probíhat, je k dispozici zde.