Tín dụng hình ảnh: ESO
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một cặp sao lùn trắng xoay quanh nhau ở khoảng cách chỉ 80.000km (1/5 khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng) - hệ thống nhị phân gần nhất từng được phát hiện. Hệ thống, được gọi là RX J0806.3 + 1527, đã được điều tra với Kính thiên văn rất lớn Đài thiên văn Nam châu Âu (VLT), và các nhà quan sát nhận thấy rằng vật thể mờ đi cứ năm phút một lần cho thấy một hệ thống nhị phân.
Các quan sát với Kính viễn vọng rất lớn (VLT) của ESO ở Chile và Kính viễn vọng Ý Nazionale Galileo (TNG) trên Quần đảo Canary trong hai năm qua đã cho phép một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế [1] làm sáng tỏ bản chất thực sự của một hệ sao nhị phân đặc biệt .
Hệ thống này, được chỉ định là RX J0806.3 + 1527, lần đầu tiên được phát hiện dưới dạng nguồn phát tia X có độ sáng thay đổi - cứ sau năm phút, nó lại tắt Tắt trong một khoảnh khắc ngắn. Các quan sát mới đã cho thấy vượt quá nghi ngờ rằng giai đoạn này phản ánh chuyển động quỹ đạo của hai ngôi sao lùn trắng Trắng, ngôi sao xoay quanh nhau ở khoảng cách chỉ 80.000 km. Mỗi ngôi sao có kích thước tương đương Trái đất và đây là khoảng thời gian quỹ đạo ngắn nhất được biết đến với bất kỳ hệ sao sao nhị phân nào.
Phổ VLT hiển thị các dòng helium bị ion hóa, chỉ ra rằng sự hiện diện của một khu vực cực kỳ nóng trên một trong những ngôi sao - một điểm nóng của Trực tiếp với nhiệt độ xấp xỉ. 250.000 độ. Hệ thống này hiện đang ở trạng thái tiến hóa tạm thời hiếm thấy.
Một hệ thống nhị phân sao tuyệt vời
Một năm là thời gian Trái đất phải di chuyển một lần quanh Mặt trời, ngôi sao trung tâm của chúng ta. Điều này có vẻ khá nhanh khi được đo trên thang đo của Vũ trụ, nhưng đây là chuyển động của ốc sên so với tốc độ của hai ngôi sao được phát hiện gần đây. Chúng xoay quanh nhau nhanh hơn 100.000 lần; một cuộc cách mạng hoàn chỉnh chỉ mất 321 giây, hoặc hơn 5 phút một chút! Đó là khoảng thời gian ngắn nhất từng được quan sát thấy trong một hệ thống sao nhị phân.
Đây là kết luận đáng ngạc nhiên của một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế do GianLuca Israel thuộc Đài thiên văn Rome [1] dẫn đầu, và dựa trên những quan sát chi tiết về ánh sáng mờ từ hai ngôi sao này với một số kính viễn vọng tiên tiến nhất thế giới. Hệ thống sao nhị phân giữ kỷ lục mang tên prosaic RX J0806.3 + 1527 và nó nằm ở phía bắc của đường xích đạo thiên thể trong chòm sao Cự Giải (The Crab).
Các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng hai đối tác trong điệu nhảy sôi động này rất có thể là một ngôi sao lùn trắng đang hấp hối, bị mắc kẹt trong lực hấp dẫn mạnh mẽ của một ngôi sao khác, có phần nặng hơn cùng loại. Hai ngôi sao có kích thước Trái đất cách nhau chỉ 80.000 km, cao hơn gấp đôi độ cao của các vệ tinh phát sóng truyền hình trên quỹ đạo quanh Trái đất, hoặc chỉ bằng 1/5 khoảng cách tới Mặt trăng.
Chuyển động quỹ đạo thực sự rất nhanh - hơn 1.000 km / giây, và ngôi sao nhẹ hơn dường như luôn quay cùng một bán cầu về phía bạn đồng hành của nó, giống như Mặt trăng trên quỹ đạo quanh Trái đất. Do đó, ngôi sao đó cũng thực hiện một vòng quay hoàn toàn quanh trục của nó chỉ trong 5 phút, tức là ngày Ngày của nó có độ dài chính xác như thời gian của nó.
Phát hiện của RX J0806.3 + 1527
Ánh sáng nhìn thấy được phát ra từ hệ thống bất thường này rất mờ, nhưng nó phát ra tia X tương đối mạnh. Đó là do sự phát xạ này mà lần đầu tiên nó được phát hiện là nguồn tia X thiên thể không rõ nguồn gốc của đài quan sát vũ trụ ROSAT của Đức vào năm 1994. Sau đó, nó được phát hiện là nguồn biến thiên định kỳ [2]. Cứ sau 5 phút, bức xạ tia X biến mất trong vài phút. Nó gần đây đã được nghiên cứu chi tiết hơn bởi đài thiên văn NASA Chandra.
Vị trí của nguồn tia X trên bầu trời được định vị với độ chính xác đủ để phát hiện một vật phát sáng có thể nhìn thấy rất mờ theo cùng một hướng, yếu hơn một triệu lần so với ngôi sao mờ nhất có thể nhìn thấy bằng mắt không nhìn thấy (V- cường độ 21,1). Các quan sát tiếp theo được thực hiện với một số kính viễn vọng đẳng cấp thế giới, bao gồm Kính thiên văn rất lớn ESO (VLT) tại Đài thiên văn Paranal ở Chile, và cả Kính viễn vọng Nazileale Galileo (TNG), đài quan sát lớp 4 m của Ý tại Roche de Đài thiên văn Manyachos trên La Palma thuộc quần đảo Canary.
Bản chất của RX J0806.3 + 1527
Các quan sát trong ánh sáng khả kiến cũng cho thấy hiệu ứng tương tự: RX J0806.3 + 1527 cứ sau 5 phút lại mờ đi trong khi không thấy điều chế định kỳ nào khác. Bằng cách quan sát phổ của vật thể mờ này bằng thiết bị đa chế độ FORS1 trên kính viễn vọng VLT ANTU 8.2 m, các nhà thiên văn học đã có thể xác định thành phần của RX J0806.3 + 1527. Nó đã được tìm thấy có chứa một lượng lớn helium; điều này không giống như hầu hết các ngôi sao khác, chủ yếu được tạo thành từ hydro.
Gianluca ngay từ đầu, chúng tôi đã nghĩ rằng đây chỉ là một hệ thống nhị phân thông thường khác phát ra tia X, ông Gianluca Israel nói. Không ai trong chúng ta có thể tưởng tượng được bản chất thực sự của vật thể này. Cuối cùng chúng tôi đã giải được câu đố bằng cách loại bỏ tất cả các khả năng khác từng cái một, trong khi chúng tôi tiếp tục thu thập thêm dữ liệu. Như thám tử nổi tiếng đã nói: khi bạn đã loại bỏ những điều không thể, bất cứ điều gì còn lại, dù không thể xảy ra, đều phải là sự thật!
Lý thuyết hiện tại dự đoán rằng hai ngôi sao, được liên kết với nhau bởi lực hấp dẫn trong hệ thống chặt chẽ này, tạo ra tia X khi một trong số chúng hoạt động như một máy hút bụi khổng lồ, trộm, hút khí đồng hành. Ngôi sao đó đã mất một phần đáng kể khối lượng của nó trong quá trình này.
Vật chất đến tác động ở tốc độ cao trên bề mặt của ngôi sao khác và khu vực tương ứng - một điểm nóng của Cameron - được nung nóng đến khoảng 250.000 C, nhờ đó tia X được phát ra. Bức xạ này biến mất trong một thời gian ngắn trong mỗi cuộc cách mạng quỹ đạo khi khu vực này nằm ở phía xa của ngôi sao đang bồi đắp, khi nhìn từ Trái đất.
Một lớp sao rất hiếm
Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao bình thường có khối lượng tương đối thấp và cuối cùng nó sẽ phát triển thành một ngôi sao lùn trắng. Trái ngược với sự tàn lụi dữ dội của những ngôi sao nặng hơn trong vụ nổ siêu tân tinh vinh quang, đây là một quá trình yên tĩnh tương đối của Hoàng hôn trong khi ngôi sao từ từ nguội đi trong khi mất năng lượng. Nó co lại cho đến khi cuối cùng nó trở nên nhỏ bé như Trái đất.
Mặt trời là một ngôi sao duy nhất. Tuy nhiên, khi một ngôi sao giống như mặt trời là thành viên của hệ nhị phân, quá trình tiến hóa của các ngôi sao thành phần của nó phức tạp hơn. Trong giai đoạn ban đầu, một ngôi sao tiếp tục di chuyển dọc theo một quỹ đạo thực sự bên trong các lớp khí quyển bên ngoài rất khó khăn của người bạn đồng hành của nó. Sau đó, hệ thống tự giải quyết vấn đề này và phát triển thành một hệ thống nhị phân với hai ngôi sao lùn trắng quay quanh, như RX J0806.3 + 1527.
Các hệ thống trong đó chu kỳ quỹ đạo rất ngắn (dưới 1 giờ) được gọi là hệ thống AM Canis Venaticorum (AM CVn), sau ngôi sao nhị phân đầu tiên được biết đến của lớp hiếm này. Có khả năng các hệ thống như vậy, sau khi đạt được chu kỳ quỹ đạo tối thiểu vài phút, sau đó bắt đầu phát triển theo thời gian quỹ đạo dài hơn. Điều này chỉ ra rằng RX J0806.3 + 1527 hiện đang ở giai đoạn đầu của giai đoạn CV AM CVn.
Sóng hấp dẫn
Với chu kỳ quỹ đạo cực ngắn của nó, RX J0806.3 + 1527 cũng là một ứng cử viên chính cho việc phát hiện các sóng hấp dẫn khó nắm bắt, theo dự đoán của Thuyết tương đối Einstein Einstein. Chúng chưa bao giờ được đo trực tiếp, nhưng sự tồn tại của chúng đã được tiết lộ gián tiếp trong các hệ sao neutron nhị phân.
Một thí nghiệm không gian sóng hấp dẫn theo kế hoạch, Anten không gian giao thoa kế laser (LISA) của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ được phóng trong khoảng 10 năm nữa, sẽ đủ nhạy để có thể phát hiện bức xạ này từ RX J0806.3 + 1527 với mức cao mức độ tự tin. Một kỳ tích quan sát như vậy sẽ mở ra một cửa sổ hoàn toàn mới trên vũ trụ.
Nguồn gốc: ESO News Release
