Sciencemag.cz
Doporučujeme
„Běžný“ rudý posuv je dán rozpínáním vesmíru nebo jiným vzdalováním pozorovaného objektu. Gravitační rudý posuv je důsledkem teorie relativity, efektů (deformací prostoru, času…) v silných gravitačních polích.
Pomocí rentgenové observatoře Chandra nyní astronomové popsali tento jev u dvojice hvězd, které jsou od nás vzdálené asi 29 000 světelných let. Systém 4U 1916-053 se skládá z neutronové hvězdy a bílého trpaslíka, z něhož byly odervány vnější vrstvy, takže zůstalo pouze jádro. Oba objekty jsou tak velmi husté. Přitom se od sebe nacházejí ve vzdálenosti necelých 350 000 km, tedy asi jako Země a Měsíc. Zbytky bílého trpaslíka oběhnou kolem neutronové hvězdy, respektive společného těžiště dvojice hvězd, ovšem za pouhých 50 minut.
V tomto extrémním prostředí zaznamenával dalekohled Chandra intenzitu rentgenového záření na různých vlnových délkách. Tři na sobě nezávislá pozorování zjistila značný pokles intenzity záření ve spektrech, které odpovídají absorpci křemíku a železa. Příčinou bylo pohlcování fotonů v plynné „atmosféře“ neutronové hvězdy ve vzdálenostech stovek až tisíců km od hvězdy. Příslušná minima byla ale oproti hodnotám změřeným na Zemi posunuta k delším vlnovým délkám. Takto stanovený rudý posuv je podle autorů studie příliš velký, než aby se dal vysvětlit vzdalováním objektu od Země. (Poznámka: velikost posunu bude záležet na tom, kde přesně, tj. v jak silném gravitačním poli, v „atmosféře“ k absorpci dojde, to se v průvodní tiskové zprávě rozebírá podrobněji.)
Gravitační rudý posuv dokážeme zaznamenat ve Sluneční soustavě (nakonec je to vlastně jiná část téhož jevu, zpomalování hodin v gravitačním poli, které musíme brát v úvahu u GPS). Pozorovat tento jev ve vesmíru je ale docela obtížné. U objektů z černých děr či neutronových hvězd se posun „absorpčních podpisů“ podařil vůbec poprvé. V minulosti již byla tato pozorování provedena u bílých trpaslíků, kde se ale míra posunu absorpcí oproti systému 4U 1916-053 pohybovala jen kolem 15 % (poznámka: čili to zřejmě nebylo tak přesvědčivé, mohlo se to spíš vysvětlovat i pohybem hvězdy apod.).
K obrázku výše trochu podrobněji. Prstenec kolem neutronové hvězdy je ona výše zmiňovaná atmosféra – zřejmě hmota, kterou neutronová hvězda odtrhla od bílého trpaslíka. Modré čáry v grafu spekter odpovídají hodnotám, které bychom změřili na Zemi.
Ilustrační video z YouTube
Nicolas Trueba et al. A Redshifted Inner Disk Atmosphere and Transient Absorbers in the Ultracompact Neutron Star X-Ray Binary 4U 1916–053, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/2041-8213/aba9de, arxiv.org/abs/2008.01083
Zdroj: Chandra X-ray Center / Phys.org
