Biały karzeł zakrzywił światło większej gwiazdy

Biały karzeł to pozostałość obumarłej gwiazdy - jej wypalony rdzeń. Ten zarejestrowany przez Keplera podczas obserwacji obiektu oznaczonego KOI-256 pozostaje w układzie binarnym ze swoim gwiezdnym partnerem - czerwonym karłem. Choć biały karzeł ma sporo mniejszy rozmiarem od czerwonego, znacznie przewyższa go gęstością.

- Ten biały karzeł jest wielkości Ziemi, ale ma masę Słońca - powiedział Phil Muirhead z California Institute of Technology w Pasadenie, główny autor publikacji o obserwacji Keplera, która ma być opublikowana 20 kwietnia w czasopiśmie "Astrophysical Journal". - Jest tak masywny, że czerwony karzeł, choć większy rozmiarem krąży wokół niego - dodał.

Niezwykłe zjawisko związane z KOI-256 teleskop Keplera zarejestrował podczas wypełniania swojego podstawowego zadania - skanowania okolic gwiazd w poszukiwaniu okrążających je planet. "Wychwytuje" je, kiedy przechodząc na tle tarczy gwiazdy, odrobinę przysłaniają jej światło. - To tak, jakby dostrzec pchłę na tle żarówki z odległości 3 tys. mil, czyli odległości odpowiadającej dystansowi między Los Angeles i Nowym Jorkiem - wyjaśnił Avi Shporer, współautor badań.

Naukowcy szukają w danych z Keplera oznak takich mikroskopijnych zaćmień, żeby potwierdzić istnienie planet wokół czerwonych karłów - chłodniejszych i bardziej czerwonych niż nasze Słońce. Jednak to, co znaleźli w danych dotyczących należącego do tej grupy gwiazd obiektu KOI-256, mocno ich zaskoczyło. Na początku uznali, że znaleźli oznaki obecności planety w typie gazowego olbrzyma zaćmiewającej gwiazdę.

- Dostrzegliśmy ogromne spadki światła gwiazdy i podejrzewaliśmy, ze to wynik przejścia przed nią ogromnej planety, mniej więcej wielkości Jowisza - opowiadał Muirhead.

Żeby dowiedzieć się więcej o układzie gwiazdy KOI-256, naukowcy skorzystali teleskopu Hale w Obserwatorium Palomar w pobliżu San Diego. Odkryli, że czerwony karzeł zachowuje się jak staroświecka dziecięca zabawka - wirujący bączek. "Drżała" jednak za mocno, żeby można to było uznać za efekt wpływu planety.

Dlatego badacze doszli do wniosku, że mają do czynienia z przejściem białego karła za czerwonym karłem, a nie z tranzytem planety przed jego tarczą. Tę tezę potwierdziły pomiary ultrafioletowe teleskopu GALEX (Galaxy Evolution Explorer).

Naukowcy powrócili do danych, od których wszystko się zaczęło - obserwacji Keplera. I wtedy wyśledzili jeszcze bardziej niezwykłe zjawisko. Kiedy biały karzeł przeszedł przed czerwonym, grawitacja tego pierwszego spowodowała zakrzywienie światła gwiazdy i jego wymierne rozjaśnienie. Mógł to zrobić mimo mniejszego rozmiaru ze wględu na swoją wielką gęstość.

- Tylko Kepler może wykryć ten, mały, malutki efekt - powiedział Doug Hudgins, badacz z programu Keplera. - Dzięki tej obserwacji jesteśmy świadkami działania ogólnej teorii względności Einsteina w odległym układzie gwiezdnym - podkreślił.

Jedną z konsekwencji ogólnej teorii względności jest zjawisko zakrzywienia promieni świetlnych pod wpływem oddziaływania grawitacyjnego, zwane soczewkowaniem grawitacyjnym. Astronomowie regularnie obserwują jego przykłady w naszej galaktyce i poza nią, np. kiedy światło z odległej galaktyki zostaje zakrzywione i zwiększone przez materię znajdującą się przed nią.

Soczewkowanie grawitacyjne jest również stosowane do odkrywania nowych planet i "polowania" na te swobodnie się unoszące.

Obserwacje dokonane w układzie KOI-256 to jeden pierwszych przypadków wykrycia soczewkowania grawitacyjnego w binarnym układzie gwiazd. W badaniach tego przypadku naukowcy wykorzystali to zjawisko do określenia masy białego karła. Łącząc ten wynik z innymi dostępnymi danymi, określili dokładnie masę czerwonego karła i rozmiary obu gwiazd.

Obserwacje teleskopu Keplera i teoria względności Einsteina razem polepszyły rozumienie procesu ewolucji podwójnych układów gwiezdnych.

Autor: js/jaś / Źródło: NASA