Dvojhvězda s oběhem za šest minut může být referenčním zdrojem pro LISA. Chybí ale klíčový údaj

Dvojhvězda eRASSU J060839.5−704014, zkráceně eRASSU J0608, patří k nejextrémnějším známým soustavám dvou bílých trpaslíků. Obě hvězdy kolem sebe oběhnou za něco málo přes šest minut — a jejich oběžná doba se dál zkracuje. Nová analýza časování z observatoří NICER a Einstein Probe spolu s archivními daty XMM-Newton ukazuje rychlý vývoj systému, který odpovídá ztrátě orbitálního momentu hybnosti vyzařováním gravitačních vln. 2

Nejdůležitější nezodpovězenou otázkou ale zůstává vzdálenost. Právě ta určí, jak silný gravitačně-vlnový signál k Zemi dorazí — a zda se eRASSU J0608 může stát spolehlivým referenčním neboli „ověřovacím“ zdrojem pro budoucí kosmickou misi LISA.

Oběh trvá 374 sekund a dál se zkracuje

Vědci určili oběžnou dobu na 374,15013 sekundy. Změna periody činí −4,7(1) × 10⁻¹¹ sekundy za sekundu: každý další oběh je tedy nepatrně kratší než předchozí. Časově propojené rentgenové měření pokrývá více než tři roky a je slučitelné se scénářem, v němž dvojhvězda ztrácí energii a moment hybnosti prostřednictvím gravitačního záření. 2

Soustava se dříve projevila výrazně modulovanými supersoftními rentgenovými pulzy s periodou 374 sekund. Pozorování ji zařadila mezi ultrakompaktní dvojhvězdy tvořené dvěma bílými trpaslíky; na obloze leží ve směru k Velkému Magellanovu mračnu, avšak před ním. 14

Hmota netvoří disk, ale naráží přímo do hvězdy

Rentgenová data podporují výklad označovaný jako akrece přímým dopadem. Hmota přetékající z jednoho bílého trpaslíka v tomto případě nevytvoří obvyklý kruhový akreční disk kolem druhého. Proud plynu místo toho zasáhne povrch přijímajícího bílého trpaslíka přímo a zahřeje malou oblast.

Při oběhu se tato horká oblast střídavě natáčí k Zemi a od Země. To vysvětluje pravidelnou jasnou fázi v měkkém rentgenovém záření. Tento mechanismus zároveň přirozeně objasňuje, proč u tak těsné dvojhvězdy nemusí vzniknout klasický disk. 214

„Chirpová hmotnost“ naznačuje slibný zdroj gravitačních vln

Pokud je hlavní příčinou naměřeného zkracování oběžné doby gravitační záření, vychází pro systém chirpová hmotnost přibližně 0,43 hmotnosti Slunce. Jde o kombinovaný parametr hmotností obou složek, který určuje, jak se mění frekvence a amplituda gravitačních vln dvojhvězdy.

Mimořádně krátká oběžná doba spolu s touto odhadovanou hmotností dělá z eRASSU J0608 velmi zajímavého kandidáta pro nízkofrekvenční gravitačně-vlnovou astronomii. Z časování lze odhadovat vlastnosti samotné soustavy, síla signálu naměřeného u Země však závisí také na její vzdálenosti. 2

Neznámá vzdálenost je rozhodující

Přesná vzdálenost eRASSU J0608 zatím není známa. Studie uvádí, že vzdálenost asi 1 až 2 kiloparseky by odpovídala scénáři unipolárního induktoru, zatímco vzdálenost alespoň přibližně 5 kiloparseků by více nahrávala akreci přímým dopadem. 2

To není jen technický detail. Amplituda gravitačních vln při cestě k Zemi s rostoucí vzdáleností klesá. Pokud je systém relativně blízko, mohl by se zařadit mezi silnější známé galaktické signály kompaktních dvojhvězd v nízkofrekvenčním pásmu. Pokud je ale výrazně dál, bude jeho signál u Země slabší — navzdory šestiminutovému oběhu a vysoké odhadované chirpové hmotnosti.

Spolehlivé změření vzdálenosti by tak umožnilo nejen lépe rozlišit mezi fyzikálními scénáři akrece, ale také spočítat očekávaný gravitačně-vlnový signál. Teprve pak půjde seriózně posoudit, zda může eRASSU J0608 sloužit jako stabilní a dobře popsaný ověřovací zdroj pro LISA, plánovanou vesmírnou observatoř gravitačních vln. Autoři vidí možnou cestu ve vyhledání a charakterizaci třetí hvězdné složky, která by mohla přinést astrometrická či dynamická data potřebná k určení vzdálenosti. 2

Co už pozorování ukazují — a co ještě ne

Výsledky řadí eRASSU J0608 mezi nejrychleji se vyvíjející známé ultrakompaktní dvojhvězdy bílých trpaslíků. Její ubývající oběžná doba je v souladu se ztrátami způsobenými gravitačním zářením a výklad s přímým dopadem přenášené hmoty dobře odpovídá rentgenovým pulzům. 2

Dosavadní data ale ještě neprokazují, že půjde o jeden z nejsilnějších binárních zdrojů pozorovatelných misí LISA. K takovému závěru chybí právě vzdálenost: dokud ji astronomové nezměří, zůstává eRASSU J0608 mimořádně nadějným kandidátem, nikoli plně předpověditelným kalibračním cílem. 2