Binárne hviezdne systémy v Mliečnej dráhe nie sú ničím novým. Veď viac než polovica všetkých hviezd žije so svojim spoločníkom, pričom oba astronomické objekty sú tak blízko pri sebe, že vzájomná gravitačná interakcia spôsobuje obeh okolo ťažiska, ktoré je spoločné a zároveň sa nenachádza vo vnútri ani jedného z týchto objektov. Ako je to však s binárnymi systémami hviezd v iných galaxiách?

Projekt, ktorý za 10 rokov priniesol mnohé zaujímavé zistenia

Vďaka astronómom z projektu Sloan Digital Sky Survey (SDSS) a spektrografu nachádzajúcom sa na observatóriu Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), ktoré je súčasťou projektu SDSS, konečne poznáme odpoveď.

Mimochodom projekt SDSS sa nedávno postaral aj detekciu vlnenia prechádzajúce našou galaxiou, vďaka ktorému Mliečna dráha vyzerá ako zemiakový lupienok. Poprvýkrát sme totiž dokázali odhaliť podrobnosti, ako biele trpaslíky „hodujú“ na svojich spoločníkoch v podobe červených obrov v iných galaxiách, o téme informovalo SDSS na svojom webe.

Umelecká predstava binárneho systému bielych trpaslíkov. Zdroj: Caltech / IPAC

Ako sme spomínali už vyššie, viac ako polovica hviezd v Mliečnej dráhe žije v páre so svojim spoločník, čím vytvárajú binárny systém hviezd. Z tohto dôvodu sa astronómovia po celom svete domnievajú, že tieto astronomické objekty môžeme nájsť aj v iných galaxiách a to v podobnom zastúpení, išlo však skôr o dohady ako o potvrdené informácie, upozorňuje portál Space.

Pozorovania marí veľká vzdialenosť medzi galaxiami

Problematickým sa pri pozorovaní hviezd v iných galaxiách javia najmä veľké vzdialenosti, pretože „klasické“ hviezdy sú pre nás príliš „slabé“ na to aby ich bolo možné vidieť a zmapovať ich pohyb či správanie.

Našťastie pre nás však existujú aj tzv. symbiotické dvojhviezdy, čo je typ binárneho hviezdneho systému, v ktorom je plyn konzumovaný hviezdou z hviezdneho spoločníka taký hustý a horúci, že svieti dosť jasne na to, aby ho bolo možné pozorovať.

Teoretický binárny systém hviezd, z ktorých jedna sa premenila na bieleho trpaslíka. Zdroj: Pixabay

Samotná detekcia tohto javu však nestačí na to, aby astronómovia dokázali odhaliť podrobnosti o pozorovanom symbiotickom páre. Dôležitým faktorom je aj hmotnosť oboch hviezd a ich vzájomná vzdialenosť, ktorá určuje, koľko „potravy“ má biely trpaslík k dispozícii.

Meranie hmotností a vzdialeností si však vyžadujú detailné sledovanie celého hviezdneho systému, ktoré vo väčšine prípadov môže trvať aj niekoľko rokov. Na výsledky sa však oplatí počkať, pretože napovedia viac o orbitách a vzájomných interakciách pozorovaných hviezd.

Na štúdium symbiotických systémov vedci využili observatória APOGEE, ktoré odhaľuje pohyby hviezdy pozorovaním svetla vychádzajúceho z hviezd rozdeleného na jednotlivé vlnové dĺžky.

Pri pozorovaní zohráva svoju úlohu aj Dopplerov jav, kedy sa vlnová svetla zväčši pri vzďaľujúcich sa objektoch alebo sa zmenší pri približujúcich sa objektoch. Tento pohyb „tam a späť“ pomáha vedcom vypočítať celú obežnú dráhu binárnej sústavy a taktiež hmotnosť jednotlivých hviezd.

Dve rozdielne galaxie ukrývajú v sebe unikátne hviezdne systémy

Observatórium APOGEE počas svojej takmer 10 ročnej existencie preskúmalo niekoľko sto tisíc hviezd ako v našej, tak aj v blízkych satelitných galaxiách. Medzi pozorované satelitné galaxie patrí aj starodávna galaxia Draco (Drak), ktorá je až 100-tisíckrát menšia ako naša galaxia. Draco patrí medzi trpasličie sférické galaxie s malým obsahom prachu a nízkym počtom hviezd nachádzajúci sa vo vzdialenosti približne 260 000 svetelných rokov.

Ďalšou pozorovanou satelitnou galaxiou je Malý Magellanov mrak (SMC) nachádzajúci sa vo vzdialenosti 200-tisíc svetelných rokov zložený z množstva starých aj mladých hviezd. SMC je podstatne väčšie ako galaxia Draco a svojimi rozmermi za Mliečnou dráhou zaostáva len 200-krát.

Práve tieto dve uvedené galaxie sú domov symbiotických hviezdnych systémov, ktoré sme vôbec po prvýkrát dokázali detailne pozorovať aj mimo Mliečnej dráhy. Galaxia Draco v sebe ukrýva symbiotický hviezdny pár s názvom Draco C1 a Malý Magellanov mrak je domov pre LIN 358. Údaje získané po dlhých rokoch merania naznačujú, že hviezdam v sústave Draco C1 trvá približne 3 pozemské roky, kým obehnú okolo seba, zatiaľ čo hviezdam v LIN 358 to trvá niečo málo cez 2 roky.

Štúdia zaoberajúca sa systémom Draco C1 bola začiatkom tohto roka zverejnená v žurnále Astrophysical Journal Letters a výsledky pozorovaní oboch systémov prezentované na 237. konferencii Americkej astronomickej spoločnosti.

Časová postupnosť pohybov nameraná údajmi APOGEE pre systém Draco C1, ktorý bol opakovane monitorovaný posledných 5 rokov. Čierne bodky reprezentujú namerané dáta; modrá krivka zobrazuje model orbitálneho pohybu červeného obra, ktorý obieha bieleho trpaslíka. Washington et al.

Všetky uvedené výsledky sú považované za úplne prvé detailné orbitálne merania symbiotického hviezdneho systému nachádzajúceho sa mimo Mliečnej dráhy. Okrem toho tieto údaje môžu pomôcť vedcom po celom svete lepšie pochopiť formovanie hviezd v iných galaxiách.

Biely trpaslík v binárnej sústave môže prejsť do supernovy

Študovanie obežných dráh symbiotických hviezd v iných galaxiách nám však poskytuje aj iné cenné informácie. V niektorých symbiotických hviezdach môže totiž biely trpaslík nasať toľko materiálu, že prekročí prahovú hodnotu, ktorá je približne 1,5 násobok hmotnosti Slnka, exploduje a zničí obe hviezdy.

Táto explózia sa nazýva supernova typu Ia a jej výbuch je možne pozorovať naprieč celým vesmírom. Keďže všetky tieto supernovy majú rovnakú vnútornú jasnosť, sú považované za ideálny „nástroj“ na meranie vzdialeností jednotlivých galaxií.

Zobraziť celú galériu (1)

freepik

Hoci je vysoko nepravdepodobné, že symbiotické hviezdne systémy Draco C1 a LIN 358 explodujú, štúdium symbiotického systému mimo Mliečnej dráhy je podľa vedcov fascinujúce.

Výsledky pozorovaní tiež naznačujú, že prenos hmoty medzi bielym trpaslíkom a červeným obrom sa postupom času mení, čo je z pohľadu orbitálnych dráh veľmi zaujímavé zistenie.

„Je to dobrý znak toho, že ich obežné dráhy sú skôr eliptické než kruhové“, vysvetľuje  Lewis. Bude teda určite nesmierne zaujímavé sledovať čo projekt SDSS v najbližších rokoch prinesie.