Bílí trpaslíci vytvářejí gravitační vlny

Gravitační vlny jsou notoricky známé, podobně jako nedávno objevený Higgsův boson – ale oba fenomény jsou jen velmi obtížně pozorovatelné. Astronomové poprvé detekovali gravitační vlny ve struktuře prostoročasu přímo, a to prostřednictvím rádiových signálů přicházejících z binárního systému pulsar-neutronová hvězda. Nyní výzkumný tým detekoval stejný efekt na vlnové délce viditelného světla v záření zakrývající se dvojice trpasličích hvězd.

„Tyto výsledky znamenají jednu z nejzřetelnějších a nejsilnějších detekcí efektu gravitačních vln,“ říká Warren Brown, člen vědeckého týmu ze Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO).

V minulém roce astronomové objevili dvojhvězdu tvořenou dvěma bílými trpaslíky. (Bílí trpaslíci jsou hustá jádra bývalých hvězd podobných Slunci.) Tato soustava oficiálně pojmenovaná SDSS J065133.338+284423.37 (zkráceně J0651) obsahuje dva bílé trpaslíky tak blízko sebe – jedna třetina vzdálenosti Měsíce od Země – že navzájem oběhnou kolem sebe jednou za dobu kratší než 13 minut.

„Každých 6 minut dochází při pohledu ze Země k vzájemným zákrytům obou hvězd, což z nich dělá neuvěřitelně přesné hodiny vzdálené od Země asi 3 000 světelných roků,“ říká hlavní autor studie J. J. Hermes, postgraduální student spolupracující s profesorem Don Wingetem na University of Texas, Austin.

Einsteinova obecná teorie relativity předpokládá, že pohybující se objekt vytváří jemné vlnění ve struktuře prostoročasu, označované jako gravitační vlny. Tyto gravitační vlny mohou odnášet pryč energii, což způsobuje, že se hvězdy pomalu k sobě přibližují, přičemž se navzájem obíhají stále rychleji a rychleji. Právě tento efekt astronomové detekovali v binárním systému J0651.

„V porovnání s dubnem 2011, kdy astronomové tento systém objevili, dochází nyní k vzájemným zákrytům o 6 sekund dříve, než se očekávalo,“ říká člen výzkumného týmu Mukremin Kilic (University of Oklahoma).

„To je tak výrazný relativistický efekt, že jej můžete změřit na náramkových hodinkách,“ s nadsázkou dodává Warren Brown.

Astronomové očekávají, že se oběžná perioda bude každým rokem zmenšovat víc a víc a v květnu 2013 bude k zákrytům docházet již o 20 sekund dříve. Oba bílí trpaslíci mohou nakonec splynout, k čemuž by mohlo dojít zhruba za 2 milióny roků. Pozorování budou pokračovat za účelem sledování změn oběžné dráhy hvězd v tomto systému s cílem pokusit se porozumět tomu, jak nakonec slapové síly povedou ke splynutí obou objektů.

„Jedná se o vzrušující potvrzení předpovědi vyslovené počátkem minulého století Albertem Einsteinem – pozorování dvou hvězd houpajících se na vlnách způsobených pouze jejich hmotou,“ říká J. J. Hermes. Přitom obě dvě hvězdy v tomto binárním systému jsou méně hmotné než Slunce. Hmotnost jednoho bílého trpaslíka dosahuje pouze 50 % hmotnosti Slunce, druhý je ještě menší – jeho hmotnost činí čtvrtinu hmotnosti Slunce.

Výsledky pozorování byly publikovány v časopise The Astrophysical Journal Letters a jsou volně dostupné.

Zdroj: http://www.cfa.harvard.edu/news/2012/pr201225.html

autor: František Martinek