Odlegli towarzysze
Co ciekawe, gwiazdy należące do układów podwójnych potrafią dzielić naprawdę przeróżne dystanse. W przypadku wielu z nich mowa o dystansach większych niż 10 au, czyli 10 krotnie większych niż średnia odległość między Ziemią a Słońcem. Takie gwiazdy określa się mianem szerokich układów podwójnych (ang. wide binaries).
Jak można się domyślić, odnajdywanie układów podwójnych, których gwiazdy leżą blisko siebie, nie jest żadnym problemem. Przeciwnie jest w przypadku szerokich układów podwójnych, gdzie gwiazdy może dzielić więcej niż rok świetlny. Na szczęście, astronomowie mają do dyspozycji sondę Gaia, prowadzącą niezwykle precyzyjne pomiary astrometryczne, których dokonała już w przypadku milionów obiektów.
Układy podwójne na mapie 3D
Autorzy nowej pracy opublikowanej w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society wykorzystali dane zebrane przez sondę Gaia, by stworzyć mapę gwiazd binarnych zlokalizowanych w przestrzeni kosmicznej w promieniu 3000 lat świetlnych (bowiem taki zasięg sonda oferuje) od Ziemi. Obrazuje ona lokalizację aż 1,3 miliona par binarnych, spośród których wiele to szerokie pary binarne. Ukazano ją na poniższym wideo.
Kareem El-Badry i inni uczeni odpowiedzialni za mapę opracowali technikę obliczeniową, która pozwoliła wskazać pary gwiazd poruszające się wspólnie w kosmosie. W ramach badań wykorzystano dane zebrane przez sondę Gaia do 3 grudnia 2020 roku, które obejmowały prawie 2 miliardy gwiazd.
Co istotne, wspomniana technika mogła w niektórych przypadkach dać wyniki fałszywie pozytywnie, ponieważ niektóre gwiazdy mogą się tylko zdawać tworzyć pary, przemieszczając się w przestrzeni kosmicznej w podobny sposób zupełnie przypadkiem. Niemniej, astronomowie zdawali sobie z tego sprawę. Zgodnie z ich szacunkami każda spośród 1,3 miliona par zidentyfikowanych w ramach badań ma 90 procent szans na bycie prawdziwą gwiazdą podwójną.
Należy wspomnieć, że wśród zobrazowanych na mapie gwiazd są nie tylko gwiazdy przypominające Słońce. Około 1400 układów podwójnych wymienionych w katalogu składa się z dwóch białych karłów, podczas gdy 16 tysięcy układów składa się z białego karła i gwiazdy innego typu. Zdecydowana większość gwiazd katalogu to jednak gwiazdy ciągu głównego, które wciąż znajdują w głównej fazie swojego żywota.
Zadziwiające odległości
El-Badry i jego zespół odkryli również, że około 25% wszystkich gwiazd podobnych do Słońca posiada towarzyszy znajdujących się od nich dalej niż 30 au, czyli w odległości takiej, jaką mniej więcej dzieli Ziemię i Plutona. Między tymi gwiazdami powszechne są też odległości od 30 do 50 jednostek astronomicznych, ale badacze zdołali również zidentyfikować pary o naprawdę ekstremalnych dystansach, w tym kilka, których gwiazdy dzieli cały parsek, czyli 3,26 lat świetlnych. Były to jednak wyjątki – większość gwiazd układów podwójnych znajduje się od siebie w odległości do 1000 au.
„Najwęższe układy podwójne dzielą dystanse mniejsze niż odległość Ziemia-Księżyc i charakteryzują się kilkuminutowymi okresami orbitalnymi.”, wyjaśnił El-Badry. „Najszersze cechują odstępy o nawet kilku latach świetlnych i okresy orbitalne przekraczające 100 milionów lat.”
Co ciekawe, uczeni zaobserwowali, że wiele gwiazd par binarnych charakteryzuje się podobną masą. To bardzo dziwne, biorąc pod uwagę dystanse, które dzielą niektóre z tych obiektów. Astronomowie się tego kompletnie nie spodziewali.
Źródło: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, fot. tyt. NASA/JPL-Caltech