Objev binární neutronové hvězdy s rekordně kruhovou oběžnou dráhou

19. 04. 2022

Hvězdy Neutronové hvězdy Gravitační vlny

Binární neutronové hvězdy jsou vzácné. Do dnešního dne je takových systémů známo jen 20. Astronomům ale mohou prozradit mnohé o chování hmoty, energie a prostoru v extrémních situacích, musí totiž přežít hned dvě supernovy. První známá binární neutronová hvězda vedla k prvnímu nepřímému pozorování gravitačních vln. Nově objevená dvojhvězda PSR J1325-6253 nyní představuje pro vědce novou výzvu: její složky se vzájemně obíhají na téměř kruhových oběžných drahách.

Neutronová dvojhvězda

Image credit: living future

Binární neutronové hvězdy
Vzhledem k tomu, že neutronové hvězdy vznikají v supernovách, jejich hvězdné systémy jsou často destabilizované. Případné sekundární hvězdy mohou být vyvrženy do okolního vesmíru, nebo zničeny. Existence binárních neutronových hvězd je proto spíše výjimkou, z 3 tisícovek známých neutronových hvězd je pouze asi 20 v binárním systému s další neutronovou hvězdou.

Tyto systémy jsou pro vědce nesmírně cenné. Fyzikální zákony se v nich dostávají na hranu možného. Svou gravitací deformují prostor ve svém okolí a generují gravitační vlny. V neposlední řadě lze jejich pozorováním zkoumat evoluci hvězd.

PSR J1325-6253
Hvězdy v systému PSR J1325-6253 se vzájemně oběhnou jednou za 1,8 dní, řadí se proto mezi binární neutronové hvězdy s větším rozestupem. Ostatní podobné systémy mají excentricitu vždy větší než 0,1 - zatímco PSR J1325-6253 má pouze 0,064. Celková hmotnost obou hvězd je kolem 2,5 slunečních mas.

Neutronové hvězdy

Kategorie neutronových hvězd

Pulzar
Rotující neutronové hvězdy, které naším směrem vysílají proudy radiace vycházející z jejich pólů, se jeví jako pulzující hvězdy. Pulzary mají pravidelnou a specifickou periodu rotace a mohou být využívány k orientaci sond ve vesmíru. 

Rentgenový pulzar
Některé neutronové hvězdy vydávají rentgenové záření. Jedná se zpravidla o binární systémy, kde neutronová svou gravitací vysává materiál ze svého souseda. Tento materiál vytváří akreční disk kolem neutronové hvězdy. Čím blíž, tím rychleji rotuje a více se zahřívá, a to až do extrémních teplot, kdy dochází k emisi rentgenového záření.

Milisekundový pulzar
Neutronové hvězdy, které se kolem svojí osy otočí za kratší dobu, než je 10 milisekund jsou označovány jako milisekundové. Vědci předpokládají, že se jedná o hodně staré neutronové hvězdy, které v průběhu svojí existence zrychlily svou rotaci. Pravděpodobnou příčinou zrychlení je pohlcování rychle rotujícího materiálu z disku kolem hvězdy.

Pavoučí pulzary
Binární systémy, kde je sekundární hvězda částečně degenerovaná, jsou označovány jako pavoučí (spider pulsars). Pokud je sekundární hvězda menší než 0,1 slunečních hmotností, je primární neutronová hvězda označena jako černá vdova.

Magnetar
Magnetar je neutronová hvězda s extrémně silným magnetickým polem, které dosahuje až k 1011 tesla. I tyto hvězdy rotují vysokou rychlostí.