Převratné pozorování: Bílý trpaslík trhá společníka na kusy každých 8,5 minuty

Tým amerických astronomů pod vedením Emmy Chickles z MIT uskutečnil jedno z nejjasnějších pozorování výměny hmoty v ultratěsných binárních systémech bílých trpaslíků.

Tým amerických astronomů pod vedením Emmy Chickles z MIT uskutečnil jedno z nejjasnějších pozorování výměny hmoty v ultratěsných binárních systémech bílých trpaslíků. Jejich výzkum, publikovaný v časopise The Astrophysical Journal, odhaluje, jak se jeden bílý trpaslík aktivně živí materiálem ze svého binárního společníka s extrémně krátkou oběžnou dobou.

Binární hvězdné systémy jsou často dějištěm intenzivních a dynamických procesů, kdy jedna hvězda deformuje a dokonce pohlcuje materiál ze svého společníka. U systémů, kde se hvězdy obíhají extrémně blízko sebe, však astronomové stále nemají jasno v tom, jak moc extrémní může být tento přenos hmoty. Bílí trpaslíci jsou horká, jasná jádra o velikosti Země, která si zachovávají hmotnost podobnou živým hvězdám. Jsou to zbytky, které zůstanou poté, co hvězdy podobné Slunci vyčerpají své jaderné palivo a odhodí své vnější vrstvy. „I tato vyhořelá jádra mohou být za správných podmínek roztrhána,“ vysvětluje Chickles. „Jak se to přesně odehrává na oběžných drahách kratších než 10 minut, je stále z velké části neznámé, a každý binární systém s přenosem hmoty, který jsme v těchto extrémních obdobích zachytili, vypadá jinak.“

K objasnění této záhady tým Chickles prohledal miliony snímků binárních hvězd, fotografovaných opakovaně v průběhu posledního desetiletí různými hvězdnými průzkumy. Díky vyčerpávajícímu algoritmickému přístupu se jim podařilo zachytit drobné změny jasu, které unikaly předchozím studiím. To naznačovalo možnost přenosu hmoty z jasných objektů, malých jako jednotliví bílí trpaslíci. Následná analýza, včetně pozorování pomocí nové vysokorychlostní kamery proto-Lightspeed na Magellanových dalekohledech v Chile, odhalila obzvláště slibného kandidáta zachyceného průzkumem ATLAS. Systém, pojmenovaný ATLAS J1013−4516, obsahuje binární pár bílých trpaslíků, kteří se navzájem obíhají za pouhých 8,5 minuty.

Při tomto gravitačním tanci je jedna hvězda aktivně trhána na kusy druhou. V procesu pohlcuje materiál ze společníka s vnitřní hustotou přibližně 250krát vyšší než olovo a přenáší jej na kompaktní, přehřátý akreční disk o velikosti srovnatelné se Saturnem, zahřátý na teploty daleko vyšší než ty na povrchu Slunce. Díky tomu, že systém z našeho zorného pole zatmívá, mohou vědci doslova sledovat, jak jedna hvězda při každé oběžné dráze proklouzne před druhou, což umožňuje vážit a měřit pár s přesností, jaké se u takto exotických objektů téměř nikdy nedosáhne. Pozorováním tohoto fascinujícího systému se Chickles a její kolegové konečně podařilo zachytit proces, který je navzdory své dosavadní nepolapitelnosti pravděpodobně rozšířený po celém vesmíru.

Jejich výsledky by zase mohly položit důležitý základ pro budoucí pozorování pomocí LISA – připravovaného vesmírného protějšku interferometru LIGO, který již pozoroval stovky gravitačních vln vycházejících z binárních párů černých děr a neutronových hvězd. LISA, která má být spuštěna ve 30. letech 21. století, bude schopna detekovat gravitační vlny v bezprecedentních detailech, možná bude dostatečně citlivá na zachycení vlnění časoprostoru vytvářeného obíhajícími objekty tak malými, jako jsou bílí trpaslíci. „Systém je na krátkém seznamu binárních systémů, které by LISA měla přímo detekovat,“ vysvětluje Chickles. „A pokud jsme už našli jeden takto extrémní, mnoho dalších pravděpodobně sedí v archivech, které již máme; jen potřebujeme lepší způsoby, jak je hledat.“