Wyjątkowy układ gwiazd eRASSU J0608
Obecne obserwatoria fal grawitacyjnych nie mają jeszcze odpowiedniej czułości, aby rejestrować fale pochodzące od podwójnych układów gwiazd. Jak opisują astronomowie, są one w stanie wykrywać takie sygnały jedynie w przypadku czarnych dziur znajdujących się tuż przed połączeniem. Rozwój coraz bardziej precyzyjnych instrumentów może jednak
zmienić tę sytuację. W badaniu opublikowanym w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters” naukowcy z Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (IUCAA), Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Massachusetts Institute of Technology oraz Nanjing University opisali układ dwóch białych karłów, który może stać się celem przyszłych, bardziej zaawansowanych obserwatoriów fal grawitacyjnych.
eRASSU J0608 wcześniej obserwowano jako źródło promieniowania rentgenowskiego. Co 374 sekundy, czyli mniej więcej co sześć minut, pojawiał się z niego jasny rozbłysk. Powtarzające się w ten sposób sygnały zazwyczaj świadczą o występowaniu określonego ruchu okresowego. W przypadku pulsarów jest on związany z obrotem gwiazdy neutronowej, natomiast wiele gwiazd zmiennych, których jasność wyraźnie się zmienia, należy do układów podwójnych. W takich układach obiekty mogą okresowo zasłaniać się nawzajem, powodując zmiany obserwowanej jasności. Naukowcy postanowili sprawdzić, jakie zjawisko odpowiada za regularne rozbłyski eRASSU J0608.
Analiza danych pochodzących z Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) oraz obserwatorium rentgenowskiego Einstein Probe wykazała, że eRASSU J0608 jest układem dwóch białych karłów poruszających się po bardzo ciasnych orbitach.
Odległość między gwiazdami jest tak mała, że materia wyrzucana przez jednego z białych karłów trafia bezpośrednio do drugiego, zamiast utworzyć dysk akrecyjny wokół obu obiektów. Według astronomów właśnie dlatego promieniowanie rentgenowskie pojawiało się w postaci regularnych rozbłysków, a nie jako ciągła poświata. Emisja pochodząca z przegrzanej materii stawała się widoczna, kiedy układ znajdował się w odpowiednim ułożeniu.
Coraz krótszy czas obiegu gwiazd
Badacze zestawili nowe obserwacje z wcześniejszymi danymi uzyskanymi za pomocą XMM-Newton. W ten sposób mogli przeanalizować zmiany zachodzące w układzie przez okres przekraczający trzy lata. Analiza pokazała, że orbita białych karłów szybko się zmniejszała. Zaobserwowane tempo zmian odpowiadało utracie energii poprzez emisję fal grawitacyjnych.
Zmniejszanie się orbit tego rodzaju układów było już wcześniej wielokrotnie obserwowane, ale w przypadku eRASSU J0608 tempo tego procesu należało do najwyższych. Układ był tym samym jednym z najsilniejszych źródeł fal grawitacyjnych wśród podwójnych układów gwiazd. Na podstawie jego właściwości astronomowie określili jego masę na około 0,43 masy Słońca.
Dane rentgenowskie nie pozwoliły jednak ustalić, jak daleko od Ziemi znajduje się eRASSU J0608. Wraz ze wzrostem odległości układu podwójnego sygnał fal grawitacyjnych stawał się słabszy. Źródła tych fal podlegały prawu odwrotności kwadratu odległości, podobnie jak światło emitowane przez zwykłe gwiazdy. Astronomowie liczą jednak na odnalezienie trzeciej gwiazdy należącej do tego układu. Jej obecność mogłaby umożliwić dokładne określenie odległości do eRASSU J0608.
Przyszłe obserwatoria mogą wykryć jego sygnał
Gdyby okazało się, że układ znajduje się w niewielkiej odległości, emitowane przez niego fale grawitacyjne mogłyby być na tyle silne, aby zostały zarejestrowane przez przyszłe kosmiczne obserwatoria, w tym LISA. Według naukowców eRASSU J0608 mógłby wtedy zostać wykorzystany do kalibracji sygnałów grawitacyjnych pochodzących od innych obiektów.
Mariusz Drzewiecki
