Najrýchlejšia známa dvojhviezda

Tesný pár dvoch hviezd - bielych trpaslíkov - vo dvojhviezde označenej HM Cancri v súhvezdí Raka (skrátene HM Cnc, Cancer = Rak) obieha okolo seba (presnejšie spoločného ťažiska) s periódou len 5,4 minúty, teda 324 sekúnd. Prúd materiálu z jednej hviezdy (na obrázku vľavo) padá na druhú, teplejšiu a hmotnejšiu hviezdu vpravo. Kvôli nízkej vizuálnej jasnosti - 21 magnitúd - nebola astronómom známa až do roku 1999, kedy kozmický röntgenový ďalekohľad ROSAT objavil röntgenový zdroj, ktorý sa zjasňoval a slabol každých 5,4 minúty. Takéto izolované röntgenové zdroje sú obyčajne také. „interagujúce dvojhviezdy“, kde degenerovaná hviezda, biely trpaslík či neutrónová hviezda, „vyťahuje“ hmotu z druhej zložky. Prúd plynu potom dopadá na bieleho trpaslíka alebo neutrónovú hviezdu (alebo na disk okolo nej) a vzniká röntgenové žiarenie. Ale mohli by okolo seba v HM Cancri obiehať dve hviezdy za taký kratučký čas? Žiadny známy dvojhviezdny systém nemá takú krátku periódu obehu (najbližšie je k nej je V407 Vulpeculae s časom 9 a pol minúty). V minulom desaťročí navrhli skeptickí teoretici dve možné interpretácie, ktoré vyžadujú dvojhviezdny systém s hustým objektom, rotujúcim či obiehajúcim s periódou 5,4 minúty. Zdá sa , že nové pozorovania poukazujú na to, že HM Cnc je dvojhviezda s obežnou dobou 5,4 minúty. Medzinárodný tím vedený Gijsom Roelofsom (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) získal spektrum tejto dvojhviezdy pomocou 10-metrového ďalekohľadu Keck I na Mauna Kea. Vedci chceli tvrdošijne tieto svoje pozorovania urobiť už v rokoch 2005, 2006 a 2007, ale zlé počasie im plány vždy prekazilo. Spektrá z „Kecku“ ukázali emisiu v modrom svetle pochádzajúcu z neutrálneho hélia (predpokladá sa, že pochádza z hviezdy odovzdávajúcej hmotu) a z ionizovaného hélia (z teplejšej a hustejšej hviezdy akreujúcej hmotu). To, čo robí tento prípad jasným je, že emisie sú posunuté vplyvom Dopplerovho posuvu v opačných smeroch. Keď sa jeden zdroj od nás vzďaľuje, druhý sa približuje a naopak – je teda isté, že ide o rýchlu dvojhviezdu. Osamotená neutrónová hviezda, bez ohľadu na to, ako rýchlo rotuje, nemôže vyhovovať pozorovaniam z Keckovho teleskopu. Situáciu objasňuje umelecké stvárnenie na obrázku. Roelofs so svojimi kolegami vypočítal, že hviezdy v sústave HM Cnc sú od seba vzdialené len asi 3 priemery Zeme (necelých 40 000 km), tak blízko, že hviezda odovzdávajúca hmotu - tiež biely trpaslík s hmotnosťou asi štvrtinu hmotnosti Slnka - je rozťahovaná a pohlcovaná druhým bielym trpaslíkom s vyššou hmotnosťou – asi pol hmotnosti nášho Slnka. Dvojitý vrchol v emisnej čiare ionizovaného hélia tiež dokazuje, že akreujúcu hviezdu obkolesuje rýchlo rotujúci prstenec hmoty, buď ako pás na jej povrchu, alebo disk nad ňou. Jeden zo zostávajúcich problémov je nájdenie vysvetlenia prečo sa tento pár hviezd pri svojom obehu neustále zrýchľuje. Pretože celková hmotnosť sa zachováva, prenos hmoty to nemôže vysvetliť. „Dvojhviezda HM Cnc je skutočnou výzvou pre naše pochopenie vývoja hviezd a dvojhviezd,“ poznamenáva člen tímu Gijs Nelemans (Radboud University, Holandsko). Vedecký tím tiež dúfa, že určí vzdialenosť sústavy, ktorá sa len približne odhaduje na 16 000 svetelných rokov. Bez ohľadu na to, ako sa tieto hviezdy tak tesne ku sebe dostali, tesná špirála HM Cnc musí byť jedným z najsilnejších zdrojov gravitačných vĺn v našej Galaxii. Ako povedal odborník na dvojhviezdy s bielymi trpaslíkmi Tod Strohmayer (NASA-Goddard Space Flight Center), „Tento objekt pravdepodobne vyžaruje viac energie vo forme gravitačných vĺn než vo forme elektromagnetického žiarenia.“ Nie je preto prekvapením, že sa táto sústava nachádza medzi prvými cieľmi na zozname projektu ESA s názvom Laser Interferometer Space Antenna, ktorý je určený na detekciu zdrojov gravitačných vĺn s použitím trojice družíc.

RNDr. Zdeněk Komárek