Naukowcy wykryli nowe źródło fal grawitacyjnych. To dwie martwe gwiazdy tuż przed kolizją

Bartłomiej Pawlak
Naukowcy odkryli dwa obiegające się wzajemnie białe karły. Te niezwykle masywne pozostałości po gwiazdach zdaniem badaczy są silnym źródłem fal grawitacyjnych przewidzianych przez Einsteina. W przyszłości układ będzie testem dla budowanego przez Europejską Agencję obserwatorium.
Zobacz wideo NASA zaskoczona. Odkryto zaćmienia starożytnej Gwiazdy Polarnej

Biały karzeł to końcowy etap ewolucji niektórych typów gwiazd takich jak Słońce. Gdy mało lub średnio masywna gwiazda zużyje całe swoje paliwo, początkowo gwałtownie puchnie, stając się czerwonym olbrzymem, a następnie odrzuca swoją otoczkę, pozostawiając supermasywne jądro zbudowane z materii zdegenerowanej.

Pozostawione w przestrzeni kosmicznej jądro to właśnie biały karzeł - niezwykle gęsta pozostałość po gwieździe. Szacuje się, że jedna łyżeczka materii, z której jest zbudowany, ważyłaby ok. miliarda ton. Dlatego właśnie białe karły mogą mieć masę Słońca, mimo że są rozmiarów Ziemi.

Znaleziono dwa obiegające się białe karły

Teraz astrofizycy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) okryli dwa obiegające się wzajemnie białe karły, które mocno zaskoczyły badaczy. Układ nazwany J2322 + 0509 składa się z pozostałości gwiazd o jądrze helowym położonych niezwykle blisko siebie.

Naukowcom udało się zmierzyć, że białe karły J2322 + 0509 obiegają się wzajemnie w czasie wynoszącym zaledwie 1201 sekund, czyli nieco ponad 20 minut. To trzeci najkrótszy okres obiegu, który odkryto do tej pory we Wszechświecie.

Badacze twierdzą, że białe karły od dawna zbliżają się do siebie. Wyliczyli też, że trwać będą w układzie jeszcze przez sześć-siedem milionów lat, kiedy zderzą się ze sobą i ostatecznie połączą w jednego większego białego karła.

J2322 + 0509 to źródło fal grawitacyjnych

Naukowcy są niemal pewni, że odnaleziona właśnie para białych karłów jest źródłem fal grawitacyjnych. Zjawisko to przewidział Albert Einstein w swojej ogólnej teorii względności ogłoszonej w 1916 roku, ale ze znalezieniem dowodów naukowcy bezskutecznie zmagali się przez niemal 100 lat. Po raz pierwsze fale grawitacyjne udało się zarejestrować właśnie badaczom z CfA dopiero w 2014 roku, a wydarzenie to było potwierdzeniem ostatniego już elementu opisanego przez Einsteina w swoim dziele.

Fale grawitacyjne, czyli tzw. "zmarszczki" czasoprzestrzeni, są wywoływane przez obiekty o niezwykle krótkim okresie orbitalnym i bardzo dużej masie (np. dwie czarne dziury lub właśnie białe karły). Zgodnie z ogólną teorią względności znaleziony teraz układ J2322 + 0509 musi emitować fale grawitacyjne, co naukowców niezmiernie cieszy.

Ta para znajduje się na samym krańcu listy gwiazd o krótkich okresach orbitalnych, a orbita tej pary wciąż się zmniejsza. Emitowane fale grawitacyjne sprawiają, że para traci energię i za sześć lub siedem milionów lat połączy się w jednego, bardziej masywnego białego karła

- powiedział dr Warren Brown, astronom CfA i główny autor badania.

J2322 + 0509 będzie testem dla nowego obserwatorium ESA

Naukowcy chcą zresztą wykorzystać J2322 + 0509 nie tylko do poszerzenia swojej wiedzy na temat ciasnych układów podwójnych, ale również do przetestowania nowego instrumentu badawczego - LISA. Laser Interferometer Space Antenna to budowane przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) obserwatorium kosmiczne, które będzie zdolne do wykrywania fal grawitacyjnych. Uruchomienie instrumentu planowane jest na 2034 rok, a obiektem, na który LISA zostanie przetestowana, ma być odkryta właśnie para białych karłów.

J2322 + 0509 to - jak podkreślają naukowcy - pierwsze (i na razie jedyne) tego typu źródło fal grawitacyjnych, które kiedykolwiek znaleziono. Do przeprowadzenia badania wykorzystano dane pochodzące z obserwatoriów Whipple'a w Arizonie, Las Campanas w Chile i Gemini na Hawajach. Wyniki opublikowano w czasopiśmie naukowym "The Astrophysical Journal Letters".