Sonda Gaia wykryła 21 gwiazd neutronowych krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca
Astronomowie za pomocą należącej do ESA sondy kosmicznej Gaia odkryli 21 gwiazd neutronowych, które występują w parach z gwiazdami podobnymi do ziemskiego Słońca.
Jak tłumaczą naukowcy, większość gwiazd we Wszechświecie występuje w parach. Podczas gdy Słońce jest samotnikiem, wiele z obiektów podobnych do niego krąży wokół innych gwiazd, różnego rodzaju. Na przykład czarne dziury często krążą wokół siebie. Parą, która występuje dość rzadko, jest ta pomiędzy gwiazdą podobną do Słońca a rodzajem martwego obiektu zwanego gwiazdą neutronową.
Astronomowie z California Institute of Technology (Caltech), pod kierownictwem Kareema El-Badry’ego, odkryli 21 gwiazd neutronowych krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca. Gwiazdy neutronowe to gęste, wypalone jądra masywnych gwiazd, które eksplodowały. Same w sobie są niezwykle słabe i zwykle badacze nie mogą ich bezpośrednio wykryć. Ale gdy obiekt ten krąży wokół gwiazdy podobnej do Słońca, naciska na swojego towarzysza, powodując jego przesuwanie się w przód i w tył w przestrzeni. Korzystając z misji Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, nukowcy byli w stanie uchwycić te charakterystyczne chybotania, aby odkryć nową populację ciemnych gwiazd neutronowych. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie The Open Journal for Astrophysics.
„Gaia nieustannie skanuje niebo i mierzy wahania ponad miliarda gwiazd, więc szanse na znalezienie nawet bardzo rzadkich obiektów są duże” – mówi El-Badry z Caltech.
Wcześniej odkrywane układy gwiazd neutronowych i podobnych do Słońca wskazywały, że obiekty znajdują się blisko siebie. Przy niewielkiej odległości dzielącej oba ciała, gwiazda neutronowa (która jest cięższa) może kraść masę od swojego partnera. Ten proces transferu masy sprawia, że gęstszy obiekt świeci jasno na falach rentgenowskich lub radiowych. Natomiast gęstsze obiekty w nowym badaniu znajdowały się znacznie dalej od swoich partnerów – w odległości od jednego do trzech razy większej niż odległość między Ziemią a Słońcem. Oznacza to, że nowo odkryte ciała niebieskie znajdują się zbyt daleko od swoich towarzyszy, aby kraść od nich materiał. Zamiast tego są spokojne i ciemne. „
„Są to pierwsze gwiazdy neutronowe odkryte wyłącznie z powodu ich efektów grawitacyjnych” – podkreśla El-Badry.
Odkrycie jest zaskoczeniem dla badaczy, ponieważ nie jest jasne, w jaki sposób eksplodująca gwiazda znalazła się obok gwiazdy takiej jak nasze Słońce.
„Wciąż nie mamy kompletnego modelu formowania się takich układów podwójnych. Zasadniczo, protogwiazda gwiazdy neutronowej powinna stać się ogromna i oddziaływać z gwiazdą typu słonecznego podczas jej późnego etapu ewolucji. Ogromny obiekt miałby ogromny wpływ na mniejszy, prawdopodobnie tymczasowo go pochłaniając. Później, protogwiazda neutronowa eksplodowałaby w supernowej, która, zgodnie z modelami, powinna rozdzielić układy podwójne, wysyłając gwiazdy neutronowe i gwiazdy podobne do Słońca w przeciwnych kierunkach. Odkrycie pokazuje, że przynajmniej niektóre układy podwójne przetrwały te procesy, nawet jeśli modele nie potrafią jeszcze w pełni wyjaśnić, w jaki sposób” – zaznacza El-Badry.
Gaia była w stanie znaleźć mniej aktywnych towarzyszy dzięki ich szerokim orbitom i długim okresom (gwiazdy podobne do Słońca krążą wokół gwiazd neutronowych z okresami od sześciu miesięcy do trzech lat).
„Jeśli ciała znajdują się zbyt blisko siebie, chybotanie będzie zbyt małe, by je wykryć. Dzięki Gaia jesteśmy bardziej wrażliwi na szersze orbity. Sonda jest również najbardziej wrażliwa na układy podwójne, które znajdują się stosunkowo blisko siebie. Większość nowo odkrytych znajduje się w odległości do 3 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, co jest stosunkowo niewielką odległością w porównaniu na przykład do 100 tysięcy lat świetlnych średnicy galaktyki Drogi Mlecznej” – podsumowuje El-Badry.
Emil Gołoś
