Odkryto układ podwójny typu czarna wdowa o najkrótszym znanym okresie orbitalnym

Badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół astronomów wykazały, że wokół układu podwójnego typu czarna wdowa krąży trzecia gwiazda, która mogła powstać w pobliżu centrum Drogi Mlecznej.

Podczas gdy Ziemia potrzebuje 365 dni, aby raz okrążyć Słońce, gwiazda krążąca wokół nowo odkrytego pulsara ZTF J1406+1222 robi to w 62 minuty, co czyni ją gwiazdą neutronową w układzie podwójnym typu czarna wdowa, o najkrótszym zmierzonym do tej pory okresie. Dane te zostały uzyskane za pomocą kamery HiPERCAM na Gran Telescopio Canarias (GTC). O specyfice tego nowego obiektu informuje artykuł opublikowany 5 maja 2022 roku w czasopiśmie Nature.

Tego typu układy nazywane są czarnymi wdowami. Wynika to z faktu, że podczas ruchu pulsara i towarzyszącej mu gwiazdy wokół ich wspólnego środka masy, intensywny wiatr cząstek emitowany przez pulsar powoduje stałe parowanie drugiej gwiazdy, stąd metafora samicy pająka.

W Galaktyce znanych jest kilkadziesiąt takich układów, ale cechą szczególną niedawno odkrytego J1406, znajdującego się w odległości około 3000 lat świetlnych od Ziemi, jest to, że oprócz najkrótszego zmierzonego dotychczas okresu orbitalnego dla układu czarnej wdowy, towarzyszy mu trzecia gwiazda. Według danych uzyskanych przez satelitę Gaia i przegląd Sloan Digital Sky Survey gwiazda ta krąży wokół układu podwójnego z okresem około 10 000 lat.

Ta potrójna czarna wdowa pobudziła naukową dyskusję na temat pochodzenia tego typu układu. Analiza obserwacji uzyskanych za pomocą naziemnych teleskopów pozwoliła na wysunięcie przypuszczenia o jego prawdopodobnym pochodzeniu: podobnie jak większość tego typu układów, J1406 mógł powstać w gromadzie kulistej, która mogła się przemieścić w pobliże centrum Drogi Mlecznej, gdzie grawitacja centralnej supermasywnej czarnej dziury mogła go rozseparować, pozostawiając układ podwójny nienaruszony.

Jest to niewątpliwie złożone pochodzenie – mówi Kevin Burdge, habilitant na Wydziale Fizyki Massachusetts Institute of Technology (MIT), pierwszy autor artykułu. Układ ten krążył po Galaktyce na długo przed uformowaniem się Słońca – dodaje Burgde.

Pablo Rodríguez Gil, pracownik naukowy IAC i Wydziału Astrofizyki ULL, współautor artykułu, wyjaśnia: Chociaż większość czarnych wdów została wykryta dzięki ich emisji w zakresie promieniowania rentgenowskiego i gamma, w tym przypadku postanowiliśmy spróbować w zakresie widzialnym. W takich układach podwójnych powinien występować duży kontrast pomiędzy stroną dzienną, która zawsze zwrócona jest w kierunku pulsara, a stroną nocną skierowaną w stronę gwiazdy towarzyszącej.

Jedną z kluczowych cech tych badań jest specyficzny charakter odkrycia, ponieważ opierają się one na obserwacjach fotometrycznych w zakresie widzialnym, które mogą wykazać istnienie pulsara poprzez poszukiwanie zmian jasności o współczynnik 10 lub więcej w odstępie jednej godziny lub krótszym.

Co ciekawe, wciąż nie wykryliśmy fotonów promieniowania X ani gamma z J1406, więc nadal musimy traktować ją jako kandydatkę na układ czarnej wdowy, ale jesteśmy całkiem pewni, że przyszłe obserwacje w tych zakresach widmowych to potwierdzą. Potwierdzone jest jednak, że obserwujemy gwiazdę towarzyszącą, której dzienna strona jest znacznie jaśniejsza niż nocna, na orbicie wynoszącej 62 minuty. Wszystko wskazuje na to, że jest to czarna wdowa, ale może to być po prostu nowy typ obiektu – kontynuuje Burdge.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
IAC

Vega

Na ilustracji: Wizja artystyczna pulsara typu czarna wdowa i jego gwiezdnego towarzysza. Źródło: MIT.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.