Zběsilý tanec dvojhvězdy

Mezinárodní tým astronomů, jehož členy jsou i profesor Tom Marsh a Dr. Danny Steeghs (University of Warwick, Velká Británie), zjistil, že dvě hvězdy v binárním systému HM Cancri (v souhvězdí Raka) oběhnou navzájem kolem sebe jednou za 5,4 minuty. To znamená, že se jedná o dvojhvězdu s nejkratší oběžnou periodou. Je to rovněž nejmenší známá dvojhvězda. Binární systém není větší než 8 průměrů Země, což odpovídá zhruba čtvrtině vzdálenosti Měsíce.

Dvojhvězda se skládá ze dvou bílých trpaslíků. Jedná se již o vyhořelé hvězdy, které se dříve podobaly Slunci. Nyní obsahují velmi nahuštěné vrstvy hélia, uhlíku a kyslíku. Dva bílí trpaslíci HM Cancri obíhají tak blízko sebe, že jejich materiál může proudit z jedné (hmotnější) hvězdy na druhou. Soustava byla poprvé popsána v roce 1999 jako zdroj rentgenového záření (RX J0806.3+1527, zkráceně J0806), vykazující periodu 5,4 minuty. Dlouhou dobu však nebylo jasné, zda tato perioda představuje skutečnou oběžnou periodu objektů v tomto systému. Perioda je tak krátká, že astronomové se zdráhali připustit tuto možnost bez nezvratných důkazů.

Tým astronomů, jehož vedoucím byl Dr. Gijs Roelofs (Harvard-Smithsonian Center of Astrophysics), nyní použil největší dalekohled světa – Keck Telescope na Havajských ostrovech – k ověření, zda perioda v délce 5,4 minuty je skutečně oběžnou periodou těles v binárním systému. Výzkum byl proveden na základě určení změn radiálních rychlostí z posunu spektrálních čar ve spektru soustavy HM Cancri. Tyto změny rychlosti jsou způsobovány Dopplerovým jevem, vyvolaným oběžným pohybem dvou hvězd, kroužících navzájem jedna kolem druhé (respektive kolem společného těžiště). Dopplerův efekt způsobuje, že se jednotlivé spektrální čáry posouvají střídavě směrem do modré či červené části spektra.

Pozorování soustavy HM Cancri byla obrovskou výzvou k potvrzení mimořádně krátké periody v tomto velmi slabě zářícím binárním systému. Ze vzdálenosti téměř 16 000 světelných roků od Země svítí tato dvojhvězda miliónkrát méně než hvězdy, viditelné pouhým okem.

Profesor Tom Marsh (University of Warwick) říká: „Toto je zajímavý systém hned z několika důvodů: má mimořádně krátkou oběžnou periodu; hmota přetéká z jedné hvězdy na druhou a dopadá v místě rovníku do oblasti o rozměru srovnatelném s anglickým hrabstvím, kde dochází ke vzniku intenzivnějšího rentgenového záření než na povrchu Slunce. Soustava může být rovněž silným zdrojem gravitačních vln, které jednoho dne budeme schopni detekovat.“

Dr. Danny Steeghs (University of Warwick) říká: „Před několika roky jsme navrhli, že soustava HM Cancri může být ve skutečnosti navzájem se ovlivňující dvojhvězdný systém, skládající se ze dvou bílých trpaslíků a že pozorovaná perioda 5,4 minuty je jejich oběžnou periodou. Je velmi potěšitelné, že nový výzkum potvrdil naše pozorování.“

„Dvojhvězda HM Cancri je opravdovou výzvou pro pochopení vývoje hvězd a dvojhvězd,“ dodává Dr. Gijs Nelemans (Radboud University). „Víme, že systém musel vzniknout ze dvou obyčejných hvězd, které se přiblížily k sobě, přičemž došlo k epizodám přenosu hmoty, avšak fyzika těchto procesů je prozkoumána jen zběžně. Tato soustava je také velkou příležitostí k ověření platnosti obecné teorie relativity. Rovněž musí být velmi vydatným zdrojem gravitačních vln. Tyto deformace prostoročasu snad budeme schopni detekovat pomocí připravované družice LISA a dvojhvězda HM Cancri se tak může stát úhelným kamenem pro tuto misi.“

Na závěr ještě dodejme několik číselných informací. Bílí trpaslíci v soustavě HM Cancri mají hmotnosti 0,55 a 0,27 hmotnosti Slunce, přičemž jejich velikosti odpovídají zhruba průměru Země. Kolem společného těžiště krouží doslova závratnou rychlostí – jeden oběh vykonají za 5 minut a 21 sekund. Méně hmotný bílý trpaslík se pohybuje rychlostí až 800 km/s.

Zdroj: http://www2.warwick.ac.uk/newsandevents/pressreleases/most_extreme_white/

autor: František Martinek