Астрономи дослідили надзвичайно компактну подвійную систему білих карликів eRASSU J060839.5–704014 (скорочено eRASSU J0608), у якій дві «мертві» зорі обертаються одна навколо одної всього за 374 секунди, тобто приблизно кожні 6,2 хвилини. За даними спостережень, ця пара створює ритмічний рентгенівський сигнал і може виявитися потужним джерелом гравітаційних хвиль. Про відкриття докладно розповідає видання SciTechDaily.
Надщільна орбіта та рентгенівський «маяк»
Систему eRASSU J0608 вперше виявили під час огляду неба рентгенівським телескопом eROSITA у напрямку до Великої Магелланової Хмари. Подальші спостереження за допомогою обсерваторій NICER, Einstein Probe та XMM-Newton показали, що ритм рентгенівського випромінювання з періодом 374 секунди відповідає надщільній орбіті двох білих карликів.
Зорі настільки близько одна до одної, що речовина, яка перетікає з одного білого карлика, не утворює навколо іншого акреційний диск, як це зазвичай буває. Замість цього потік матеріалу, судячи з даних, майже напряму влучає в поверхню сусідньої зорі.
Такий рідкісний режим, відомий як акреція прямого удару, пояснює різко виражені, «пульсуючі» рентгенівські спалахи: кожен оберт системи супроводжується сильним імпульсом рентгенівського випромінювання.
Орбіта швидко скорочується
Використовуючи серію спостережень протягом приблизно 3,5 року, дослідники змогли дуже точно виміряти орбітальний період системи — 374,15013 секунди. Виявилося, що цей період скорочується і робить це швидше, ніж у двох відомих раніше систем подібного типу — HM Cnc та V407 Vul.
Таке зменшення періоду добре узгоджується з тим, що система втрачає енергію та кутовий момент через випромінювання гравітаційних хвиль. На основі цих даних оцінено так звану «чірпову масу» (параметр, який визначає еволюцію орбіти та силу гравітаційного сигналу) приблизно у 0,43 маси Сонця. Це відносить eRASSU J0608 до більш масивних відомих подвійних систем такого класу.
Перспективна ціль для LISA
Через надкороткий орбітальний період ця подвійна система повинна випромінювати гравітаційні хвилі з частотою близько 5,3 мілігерца. Це значно нижче частотного діапазону наземних детекторів на кшталт LIGO, але добре підходить для майбутніх космічних обсерваторій, зокрема для місії LISA (Laser Interferometer Space Antenna).
Головна невизначеність зараз пов’язана з відстанню до eRASSU J0608. Вона спостерігається в напрямку Великої Магелланової Хмари, однак астрономи ще не знають, чи дійсно знаходиться на такій далекій орбіті, чи розташована ближче до нас.
Якщо система виявиться досить близькою, гравітаційні хвилі від неї можуть бути безпосередньо зареєстровані LISA. Оскільки орбіта вже дуже точно відстежується рентгенівськими телескопами, eRASSU J0608 може стати «верифікаційним джерелом» — об’єктом, сигнал від якого можна спрогнозувати ще до того, як його побачить майбутній детектор гравітаційних хвиль.
Автори роботи описали швидкий орбітальний розпад у статті «Rapid Orbital Decay in the Ultracompact Double-degenerate Binary eRASSU J060839.5–704014» в журналі The Astrophysical Journal Letters. Вони підкреслюють, що подальші спостереження допоможуть уточнити відстань до системи та ще краще оцінити її потенціал як еталонного джерела гравітаційних хвиль для космічних місій наступних десятиліть.