V dvojzáprahu so slnkami

Astronómom sa podarilo objaviť dvadsaťjeden Slnku podobných hviezd, ktoré obiehajú okolo spoločného ťažiska s tmavými objektmi s hmotnosťou neutrónových hviezd. Sú to vzácne systémy, ktoré unikli deštrukcii po výbuchu supernovy.

Najhmotnejšie hviezdy vznikajú väčšinou v dvojhviezdach. Keď potom jedna takáto hmotná hviezda zostarne, v dvojhviezdnom systéme spôsobí zmätok. Teraz astronómovia objavili niektoré bývalé hmotné hviezdy, ktoré takýto rozruch prežili.

Neutrónová hviezda v dvojhviezde spolu s obyčajnou hviezdou slnečného typu (vľavo hore), ilustrácia Caltech/R. Hurt (IPAC)

Okolo spoločného ťažiska

Skôr než veľmi hmotná hviezda vybuchne ako supernova, rozpína sa a niekedy až obalí svojím materiálom sprievodnú hviezdu, vlastne ju pohltí. Lenže aj keď hviezdny sprievodca unikne pohlteniu, sústava môže skončiť rozpadom, pretože výbuch supernovy odkopne zmršťujúce sa jadro hviezdy a novovzniknutá neutrónová hviezda opustí systém dvojhviezdy. Tisícky neutrónových hviezd, ktoré sa objavili v Mliečnej ceste, sú samostatné objekty.
V novej analýze dát z misie Gaia Európskej vesmírnej agentúry Kareem El-Badry z Caltechu v USA so spolupracovníkmi našli 21 systémov, v ktorých neutrónové hviezdy obiehajú s hviezdami slnečného typu okolo spoločného ťažiska. Tieto neutrónové hviezdy prezradilo ich gravitačné pôsobenie na spoluputujúce objekty, ktoré sa preto po oblohe pohybovali po zvlnenej dráhe. Družica Gaia spozorovala tieto kolísania pri sledovaní pozícií a iných charakteristík viac ako jednej miliardy hviezd Mliečnej cesty. Pri pozorovaní toľkých hviezd stúpa aj šanca objaviť takéto vzácne systémy.

Objav z katalógu

Katalóg z družice Gaia obsahuje údaje o 170 000 dvojhviezdnych systémoch. Nedávno astronómovia zistili, že v 177 prípadoch obieha okolo svietiacej hviezdy tmavá zložka – buď biely trpaslík, neutrónová hviezda, alebo čierna diera. El-Badryov tím pozoroval 50 sústav, o ktorých sa predpokladalo, že by mali obsahovať neutrónovú hviezdu. Spektrá získané pomocou pozemských ďalekohľadov ukazujú, ako rýchlo sa pohybujú hviezdy v smere zorného lúča v týchto dvojhviezdnych systémoch, čo umožňuje vypočítať hmotnosť ich tmavých sprievodcov.
Z 50 pozorovaných sústav 21 vykazuje dôkazy prítomnosti svietiacej hviezdy slnečných rozmerov a tmavého objektu s hmotnosťou, akú mávajú neutrónové hviezdy. Zatiaľ ešte nemáme úplný model toho, ako vznikajú takéto dvojhviezdy, vysvetľuje K. El-Badry. V princípe predchodca neutrónovej hviezdy by sa mal rozpínať a interagovať s hviezdou slnečného typu počas neskorých fáz jej vývoja. Myslíme si však, že väčšina takýchto dvojhviezd je v priebehu svojho vývoja zničená. Môžeme objaviť len tých niekoľko sústav, ktoré prežijú, dodáva.

Vzácne systémy

Výbuch supernovy, ktorý vedie k vzniku neutrónovej hviezdy, je zvyčajne asymetrický a udelí jej rýchlosť až do 250 km/s. Mladé rýchlo rotujúce neutrónové hviezdy, tzv. pulzary, sú pozorovateľné aj 10 miliónov rokov vďaka majákovému efektu a sú to zvyčajne osamelé objekty. Ak nie sú, ich sprievodcami bývajú hmotné hviezdy, ktoré si môžu udržať neutrónovú hviezdu aj po explózii supernovy vďaka svojmu silnejšiemu gravitačnému poľu.
Neutrónové hviezdy v dvojhviezdach väčšinou obiehajú okolo menej hmotných hviezd. Tie je ľahké objaviť, keďže neutrónová hviezda produkuje röntgenové žiarenie, keď vyťahuje materiál z atmosféry svojho sprievodcu. Sústavy s hmotnými sprievodcami sú veľmi vzácne – jeden systém z 10 až 100 miliónov. Na základe 21 tmavých neutrónových hviezd, ktoré našiel tím K. El-Badryho, sa pomer zvýšil na asi jednu k miliónu. Vedecký tím uznáva, že niektoré z týchto predpokladaných neutrónových hviezd sa môžu nakoniec ukázať ako biele trpaslíky, alebo dokonca tesné páry dvoch menej hmotných bielych trpaslíkov. Ak sa potvrdí, že ide o tento prípad, vzácnosť sústav s neutrónovými hviezdami a hviezdami slnečného typu sa bude musieť znova prehodnotiť.

RNDr. Zdeněk Komárek

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 10/2024. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.