Znaleziono najszybszy podwójny układ zaćmieniowy, cenny cel dla badań fal grawitacyjnych

Obserwacje wykonane za pomocą 2,1-metrowego teleskopu Kitt Peak National Observatory doprowadziły do odkrycia najszybszego znanego dotąd zaćmieniowego układu podwójnego białych karłów. Okrążające się w czasie 6,91 minuty, szybko rotujące białe gwiazdy będą prawdopodobnie jednym z najsilniejszych źródeł fal grawitacyjnych wykrywalnych za pomocą LISA, przyszłego kosmicznego detektora fal grawitacyjnych.

Po tym, jak rozszerzy się do czerwonego olbrzyma pod koniec swojego życia, gwiazda taka jak Słońce ostatecznie przekształci się w gęstego białego karła, obiekt o masie podobnej do Słońca ściśnięty do rozmiarów porównywalnych z Ziemią. Gdy ewoluują gwiazdy podwójne, mogą pochłaniać swojego towarzysza przechodząc w fazę czerwonego olbrzyma, ostatecznie pozostawiając po sobie układ podwójny białych karłów. Oczekuje się, że takie układy o bardzo ciasnych orbitach będą silnymi źródłami promieniowania fal grawitacyjnych. Chociaż przewidywano, że będą one stosunkowo powszechne, układy takie okazały się nieuchwytne, a do tej pory zidentyfikowano tylko kilka.

Nowe badanie, obecnie prowadzone w Obserwatorium Palomar i Kitt Peak National Observatory, zmieniają tę sytuację.

Każdej nocy Zwicky Transient Facility (ZTF), przegląd wykorzystujący 1,2-metrowy teleskop w Obserwatorium Palomar, skanuje niebo w poszukiwaniu obiektów, które poruszają się, migotają lub w inny sposób zmieniają swoją jasność. Obiecujący kandydaci są również obserwowani przez 2,1-metrowy teleskop Electron Multiplying Demonstrator (KPED) Kitt Peak, by identyfikować krótkookresowe zaćmieniowe układy podwójne. KPED jest zaprojektowany do pomiaru prędkości i czułości zmieniającej się jasności źródeł niebieskich.

Doprowadziło to do odkrycia ZTF J1539+5027 (w skrócie J1539), podwójnego układu zaćmieniowego białych karłów o najkrótszym znanym dotychczas okresie, wynoszącym zaledwie 6,91 minuty. Gwiazdy orbitują tak blisko siebie, że cały układ mógłby się zmieścić we wnętrzu Saturna.

Przewiduje się, że orbitujące białe karły po spirali zbliżają się coraz szybciej do siebie, ponieważ układ traci energię emitując fale grawitacyjne. Orbita J1539 jest tak ciasna, że przewiduje się, że okres orbitalny wymiernie się skróci po zaledwie kilku latach. Zespół prowadzony przez Kevina Burdge’a z Caltech był w stanie potwierdzić prognozę kurczącej się orbity wynikającą z ogólnej teorii względności, porównując swoje nowe wyniki z danymi archiwalnymi uzyskanymi w ciągu ostatnich dziesięciu lat.

J1539 to rzadki skarb. Jest to jedno z niewielu znanych źródeł fal grawitacyjnych, które zostaną wykryte przez przyszłą europejską misję LISA (Laser Interferometer Space Antenna), (start przewidziany na rok 2034). LISA będzie podobny do naziemnego LIGO, które wykryło fale grawitacyjne po raz pierwszy w historii w 2015 roku, pochodzące od pary zderzających się czarnych dziur. LISA będzie wykrywać fale grawitacyjne z kosmosu przy niższych częstotliwościach. J1539 jest dobrze dopasowany do LISA; częstotliwość fali grawitacyjnej 4,8 mHz z J1539 jest bliska jego szczytowej czułości.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
NAOA

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.