Billedkredit: ESO
Astronomer har opdaget et par hvide dværgstjerner, der kredser om hinanden i en afstand på kun 80.000 km (1/5 af afstanden mellem Jorden og Månen) - det nærmeste binære system nogensinde opdaget. Systemet, kendt som RX J0806.3 + 1527, blev undersøgt med European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT), og observatører bemærkede, at objektet dæmpede en gang hvert femte minut, hvilket antydede et binært system.
Observationer med ESOs Very Large Telescope (VLT) i Chile og det italienske Telescopio Nazionale Galileo (TNG) på De Kanariske Øer i løbet af de sidste to år har gjort det muligt for en international gruppe astronomer [1] at afsløre den sande natur af et ekstraordinært binært stjernesystem .
Dette system, betegnet RX J0806.3 + 1527, blev først opdaget som en røntgenkilde med variabel lysstyrke - en gang hvert femte minut "slukker det" i et kort øjeblik. De nye observationer har vist nogen tvivl om, at denne periode afspejler orbitalbevægelsen fra to ”hvide dværge” -stjerner, der kredser om hinanden i en afstand af kun 80.000 km. Hver af stjernerne er omtrent lige så store som Jorden, og dette er den korteste orbitalperiode, der er kendt for ethvert binært stjernesystem.
VLT-spektret viser linjer med ioniseret helium, hvilket indikerer, at tilstedeværelsen af et overordentlig varmt område på en af stjernerne - et "hot spot" med en temperatur på ca. 250.000 grader. Systemet er i øjeblikket i en sjældent set forbigående evolutionær tilstand.
Et fantastisk stellar binært system
Et år er den tid det tager Jorden at bevæge sig en gang rundt om Solen, vores centrale stjerne. Dette kan virke temmelig hurtigt, når det måles på universets skala, men dette er en snegls bevægelse sammenlignet med hastigheden for to nyligt opdagede stjerner. De drejer sig 100.000 gange hurtigere om hinanden; en fuld revolution tager kun 321 sekunder, eller lidt mere end 5 minutter! Det er den korteste periode, der nogensinde er observeret i et binært stjernesystem.
Dette er den overraskende konklusion opnået af et internationalt team af astronomer ledet af GianLuca Israel fra Romas astronomiske observatorium [1] og baseret på detaljerede observationer af det svage lys fra disse to stjerner med nogle af verdens mest avancerede teleskoper. Det postholdende binære stjernesystem bærer det prosaiske navn RX J0806.3 + 1527 og det er beliggende nord for den himmelske ækvator i stjernebilledet Cancer (The Crab).
Forskerne finder også ud af, at de to partnere i denne hektiske dans sandsynligvis er en døende hvid dværgstjerne, fanget i det stærke tyngdekraftsgreb fra en anden, lidt tungere stjerne af den samme eksotiske type. De to stjerner i jordstørrelse er adskilt med kun 80.000 kilometer, lidt mere end dobbelt så højt som tv-udsendelsessatelliterne i kredsløb omkring Jorden, eller kun en femtedel af afstanden til Månen.
Orbitalbevægelsen er faktisk meget hurtig - over 1.000 km / sek, og den lysere stjerne vender tilsyneladende altid den samme halvkugle mod sin ledsager, ligesom Månen i sin bane omkring Jorden. Således gør denne stjerne også en fuld drejning omkring sin akse på kun 5 minutter, dvs. dens "dag" er nøjagtigt så lang som sin "år".
Opdagelsen af RX J0806.3 + 1527
Det synlige lys, der udsendes af dette usædvanlige system, er meget svagt, men det udstråler relativt stærke røntgenstråler. Det var på grund af denne emission, at den først blev opdaget som en himmelsk røntgenkilde af ukendt oprindelse af det tyske ROSAT-rumobservatorium i 1994. Senere viste det sig at være en periodisk variabel kilde [2]. En gang hvert 5. minut forsvinder røntgenstrålingen i et par minutter. Det blev for nylig undersøgt mere detaljeret af NASA Chandra-observatoriet.
Røntgenkildens placering på himlen var lokaliseret med tilstrækkelig nøjagtighed til at afsløre et meget svagt synligt lysemitterende objekt i samme retning, over en million gange svagere end den svageste stjerne, der kan ses ved et uunderstøttet øje (V- styrke 21,1). Opfølgningsobservationer blev foretaget med flere teleskoper i verdensklasse, herunder ESO Very Large Telescope (VLT) ved Paranal-observatoriet i Chile, og også Telescopio Nazionale Galileo (TNG), det italienske 4 m-observatorium på Roche de Muchachos-observatorium på La Palma på De Kanariske Øer.
Arten af RX J0806.3 + 1527
Observationer i synligt lys viste også den samme virkning: RX J0806.3 + 1527 blev svagere en gang hvert 5. minut, mens ingen anden periodisk modulation blev set. Ved at observere spektret af dette svage objekt med FORS1 multimodusinstrumentet på 8,2 m VLT ANTU-teleskopet var astronomerne i stand til at bestemme sammensætningen af RX J0806.3 + 1527. Det viste sig at indeholde store mængder helium; dette er i modsætning til de fleste andre stjerner, der hovedsageligt består af brint.
”Fra starten troede vi, at dette bare var et andet af de sædvanlige binære systemer, der udsender røntgenstråler”, siger Gianluca Israel. ”Ingen af os kunne forestille os den virkelige natur af dette objekt. Endelig løste vi puslespillet ved at fjerne alle andre muligheder én efter én, mens vi fortsatte med at indsamle flere data. Som den berømte detektiv sagde: Når du har elimineret det umulige, skal hvad som helst, uanset hvor usandsynligt det er, være sandheden! ”.
Nuværende teori forudsiger, at de to stjerner, der er bundet sammen af tyngdekraften i dette stramme system, producerer røntgenstråler, når en af dem fungerer som en kæmpe "støvsuger", og trækker gas ud af sin ledsager. Denne stjerne har allerede mistet en betydelig del af sin masse under denne proces.
Det indkommende stof påvirker med stor hastighed på overfladen af den anden stjerne og det tilsvarende område - en "hot spot" - opvarmes til ca. 250.000 ° C, hvorved røntgenstråler udsendes. Denne stråling forsvinder i kort tid under hver orbitalrevolution, når dette område er på ydersiden af den tiltrædende stjerne, set fra jorden.
En meget sjælden klasse af stjerner
Vores sol er en normal stjerne med relativt lav masse, og den vil til sidst udvikle sig til en hvid dværgstjerne. I modsætning til den voldsomme død af tyngre stjerner i en herlig supernova-eksplosion, er dette en relativt "stille" proces, hvor stjernen langsomt afkøler, mens den mister energi. Den krymper, indtil den endelig bliver så lille som Jorden.
Solen er en enkelt stjerne. Men når en sollignende stjerne er medlem af et binært system, er udviklingen af dens komponentstjerner mere kompliceret. I en indledende fase fortsætter en stjerne med at bevæge sig langs en bane, der faktisk er inde i det ydre, meget spændende atmosfæriske lag af sin ledsager. Derefter fjerner systemet sig af denne sag og udvikler sig til et binært system med to kredsende hvide dværgstjerner, ligesom RX J0806.3 + 1527.
Systemer, hvor orbitalperioden er meget kort (mindre end 1 time) kaldes AM Canis Venaticorum (AM CVn) -systemer, efter den første kendte binære stjerne i denne sjældne klasse. Det er sandsynligt, at sådanne systemer, efter at have nået en minimum orbitalperiode på få minutter, derefter begynder at udvikle sig mod længere orbitale perioder. Dette indikerer, at RX J0806.3 + 1527 nu er lige i begyndelsen af “AM CVn-fasen”.
Tyngdekraftsbølger
Med sin ekstremt korte orbitale periode er RX J0806.3 + 1527 også en vigtig kandidat til påvisning af de undvigende tyngdekraftsbølger, der er forudsagt af Einsteins generelle relativitetsteori. De er aldrig blevet målt direkte, men deres eksistens er blevet afsløret indirekte i binære neutronstjernesystemer.
Et planlagt gravitationsbølgerummet eksperiment, Det europæiske rumfartsagenturs laserinterferometer rumantenne (LISA), der vil blive lanceret om cirka 10 år, vil være tilstrækkelig følsom til at kunne afsløre denne stråling fra RX J0806.3 + 1527 med en høj grad af selvtillid. En sådan observationsindsats åbner et helt nyt vindue på universet.
Original kilde: ESO News Release
