Astronomové si na datech z vesmírné observatoře Gaia všimli něčeho opravdu zvláštního. Vzdálená hvězda zvláštně vyjasnila a pak vybledla. O několik týdnů později se znovu rozjasnilo a znovu vybledlo.
Toto podivné chování nebylo způsobeno procesy produkovanými hvězdou; spíše gravitace neviditelného objektu mezi námi, ohýbání struktury časoprostoru, zesilování světla hvězdy.
Nyní astronomové přišli na to, co tento neviditelný objekt je: dvojitá hvězda umístěná ve vzdálenosti 2,544 světelných let, tak slabá, že prakticky nevyzařuje světlo. Na základě toho, jak gravitace hvězdy zvyšuje její svítivost, byli astronomové schopni vypočítat její hmotnost, vzdálenost a oběžnou dráhu.
Tyto metody podle nich mohly být použity k detekci dalších skrytých hmotných objektů v galaxii Mléčné dráhy, jako jsou miliony osamělých černých děr hvězdné hmoty.
Podle skupiny astronomů bylo klíčem k pochopení podstaty systému to, že původní objekt neustále zjasňoval a ztmavoval. Událost byla pojmenována Gaia16aye.
“Pokud máte jeden objektiv způsobený jediným objektem, dojde k malému, stálému nárůstu jasu a poté bude docházet k postupnému snižování, jak objektiv projde před zdrojem a poté zmizí,” uvedl astronom Lukasz Wyrzykowski z polské Varšavské univerzity.
“V tomto případě jas hvězdy nejenže prudce poklesl, ale po několika týdnech se opět rozjasnil, což je velmi neobvyklé.” V průběhu 500 dnů pozorování jsme viděli, že jas změnil pětkrát. “
Toto předpokládá binární objekt produkující takzvaný gravitační mikročočky; Einstein předpovídal účinek, ke kterému dochází, když gravitace objektu v popředí způsobí ohnutí časoprostoru a zvětšení něčeho za ním.
Ve velkém měřítku nám to umožňuje studovat vzdálené objekty, ale mohou být užitečné i menší čočky.
V případě Gaia16aye byly mikročočky komplexní sítí oblastí s velkým zvětšením. Zdroje pozadí přenášené těmito oblastmi se rychle uklidí a poté se při pohybu znovu ztlumí.
Pečlivé studium těchto vzorců v mikročočkové události Gaia16aye odhalilo binární hvězdný systém s názvem 2MASS19400112 + 3007533, dvě červené trpasličí hvězdy s frekvencí hodin 57% a 36% hmoty Slunce. Točí se kolem společného těžiště každých 2,88 pozemských let.
“Tento binární systém vůbec nevidíme, pouze díky tomu, že jsme viděli efekty, které vytvořil, když působil jako čočka hvězdy pozadí, o tom jsme mohli mluvit,” řekl astronom Przemek Mruz, bývalý zaměstnanec univerzity. Varšava a nyní na Kalifornském technologickém institutu.
„Mohli bychom určit dobu rotace systému, hmotnosti jeho komponent, jejich oddělení, tvar jejich oběžných drah – v podstatě všeho – aniž bychom viděli světlo binárních komponent.“
Tým doufá, že tyto metody jim pomohou najít hvězdné masové černé díry – jeden z cílů automatizovaného nástroje pro hledání jasných a tmavých hvězd v datech Gaia.
V tuto chvíli víme o několika desítkách těchto černých děr. Všimli jsme si jich, když interagují s věcmi ve vesmíru kolem nich, například když „kousnou“ do hvězdy nebo když jsou binárně spárovány s normální hvězdou.
Dnes však spící černé díry zůstávají nepolapitelné. Pokud však najdeme neviditelné červené trpasličí hvězdy, které jsou souhrnně menší než hmotnost Slunce, mohly by tyto metody odhalit černé díry hvězdné hmoty, které, jak je obvyklé, mají spodní hranici asi pětinásobku hmotnosti Slunce.
„Naše metoda nám umožňuje vidět neviditelné,“ řekl Wyrzykowski.
Studie byla publikována v Astronomy and Astrophysics.
Zdroje: Foto: Maciej Rębisz
