Extrémně vzácné dvojhvězdy objeveny brněnskými astrofyziky

Brno, 26. června 2016

Brněnský tým astrofyziků nalezl několik kandidátů pro extrémně vzácné dvojhvězdy, jejichž jednou složkou je proměnná pulzující hvězda typu RR Lyrae. Pokud je interpretace pozorování správná, výsledky týmu naznačují, že druhou složkou takovýchto systémů mohou být jak červení trpaslíci, tak také černé díry. Práce také ukázala, že oběžné doby těchto dvojhvězd mohou být mnohonásobně delší, než se původně předpokládalo. Studie, která podstatně rozšiřuje seznam těchto ojedinělých objektů, tak představuje velký úspěch.

Týmu okolo dr. Jiřího Lišky, z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Masarykovy Univerzity v Brně, a dr. Marka Skarky, absolventa MU, v současnosti působícího na Akademii věd v Budapešti, se podařilo identifikovat 11 kandidátů nadmíru vzácných dvojhvězd. Tyto raritní hvězdné systémy obsahují proměnné pulzující hvězdy typu RR Lyrae, které hrají v astrofyzice nezastupitelnou roli například při určování vzdáleností. Jejich nalezení ve dvojhvězdách a nezávislé určení jejich hmotností je důležitým krokem k pochopení vlastností těchto hvězd.

Kromě 20 dvojhvězdných kandidátů objevených loni týmem chilských astronomů v Galaktické výduti představuje publikace 11 dalších kandidátů druhý nejpočetnější seznam svého druhu. Brňané ovšem analyzovali hvězdy Galaktického pole, což je doposud ojedinělý počin. K objevu a analýze nových možných dvojhvězd autoři využili faktu, že při oběhu RR Lyrae složky okolo neviditelného souputníka zdánlivě dochází k malým cyklickým změnám její pulzační periody - urychlování či zpožďování pozorovaných světelných změn (jev známý jako Light travel-time effect). Autoři dále sestavili databázi všech známých objektů a navíc provedli detailní analýzu dvojhvězdnosti u dalšího v současnosti nejnadějnějšího kandidáta, objektu TU UMa (O-C diagram na obrázku vpravo). Jejich práce byla proto rozdělena na dvě samostatné studie publikované v prestižních časopisech – v britském Monthly Notices of the Royal Astronomical Society a evropském Astronomy & Astrophysics.

Výzkum brněnské skupiny také ukázal, že dvojhvězdy s RR Lyrae složkou mohou mít oběžnou periodu ne pouze několik let, jak se do této doby předpokládalo, ale dokonce několik desítek, v některých případech i více než sto let! Z výzkumu hmotností nepozorovaných souputníků také vyplývá, že by druhou složkou dvojhvězdy mohli být jak tzv. červení trpaslíci (velmi malé a chladné hvězdy), tak degenerované zbytky hvězd, jako jsou bílí trpaslíci nebo neutronové hvězdy. Zřejmě nejzajímavějšími kandidáty jsou hvězdy s označením RZ Cet a AT Ser nacházející se v souhvězdích Velryby a Hada. Hmotnosti předpokládaných souputníků těchto dvou hvězd odpovídají neutronovým hvězdám či dokonce černým dírám.

Kontakt na vedoucího pozorování:
dr. Jiří Liška , jiriliska@post.cz
dr. Marek Skarka , marek.skarka@gmail.com

Více informací naleznete v publikovaných studiích: Cyclic variations in O-C diagrams of field RR Lyrae stars as a result of LiTE a New analysis of the light time effect in TU Ursae Majoris

Nová on-line databáze známých kandidátů

Mgr. Lenka Zychová, zychova@physics.muni.cz