Rusští a zahraniční astronomové objevili extrémně neobvyklou „uhlíkovou“hvězdu v souhvězdí Cassiopeia, která vznikla před několika desítkami tisíc let v důsledku sloučení velkých bílých trpaslíků. Podle článku v časopise Nature Astronomy v nejbližší době exploduje a promění se v pulsar.
Bílí trpaslíci jsou zbytky starých „vyhořelých“hvězd malé hmoty, postrádajících vlastní zdroje energie. Bílí trpaslíci se objevují v konečné fázi vývoje hvězd s hmotností nepřesahující sluneční hmotu více než 10krát. Naše hvězda se nakonec promění v bílého trpaslíka.
Astrofyzici se o takové „mrtvé hvězdy“zajímají z několika důvodů. Nejprve jsou to progenitory supernovy typu I, které umožňují velmi přesné odhady vzdáleností ve vesmíru. Za druhé, sestávají z exotických superdenzních látek, jejichž vlastnosti a struktura vědci dosud plně nepochopili.
Odpověď na tuto otázku je důležitá, protože určuje, co by se mělo stát, když se bílí trpaslíci spojí. Nyní vědci věří, že pokud kombinovaná hmotnost dvou starých svítidel překročí takzvaný limit Chandrasekhar, což je 1,4násobek hmotnosti Slunce, pak se produkt jejich sloučení stane nestabilním a změní se na jiný typ objektu.
V závislosti na rychlosti a dalších parametrech fúze může tento proces generovat jak silný termonukleární výbuch, supernovu prvního typu, tak vést k vytvoření neutronové hvězdy.
Vědci po dlouhou dobu věřili, že sloučení všech velkých bílých trpaslíků, jejichž hmotnost výrazně překračuje hranici Chandrasekhar, je téměř zaručeno, že skončí výbuchem supernovy. Víra v tento nápad byla rozbita v roce 2003, kdy astronomové ze Spojených států a Kanady zaznamenali na obloze extrémně neobvyklý záblesk. Měl všechny rysy supernovy prvního typu, ale současně byl generován objektem, jehož hmota alespoň dvakrát překročila sluneční hmotu.
Jeho objev způsobil mnoho kontroverzí, protože teorie, které v té době existovaly, nedokázaly vysvětlit mechanismus jeho zrození, a samotná existence takového ohniska byla v rozporu s dobře zavedenou myšlenkou, že všichni supernovy prvního typu mají stejnou moc a další vlastnosti vázané na hranici Chandrasekharu.
Gvaramadze a jeho kolegové objevili mimořádně neobvyklou hvězdu, jejíž existence podporuje jedno z vysvětlení toho, jak by mohlo dojít k prasknutí v roce 2003 a několika dalším neobvykle mocným supernovám zaznamenaným v následujících letech.
Propagační video:
Zpočátku, jak vysvětlují astronomové, nehledali bílé trpaslíky a stopy svých srážek, ale mlhoviny, které v posledních fázích jejich života vznikají v blízkosti velkých hvězd. Za tímto účelem vědci studovali snímky noční oblohy pořízené infračerveným oběžným dalekohledem WISE a další observatoře tohoto typu.
Jejich pozornost upoutala malá mlhovina J005311, která se nachází asi 10 tisíc let od nás ve směru souhvězdí Cassiopeia. Když se Gvaramadze a jeho tým pokusili najít mateřskou hvězdu pomocí dalekohledu BTA na Speciální astrofyzikální observatoři v Nižném Arkhyzi, byli na překvapení.
Uprostřed této mlhoviny žila extrémně neobvyklá hvězda, navenek podobná tzv. Vlčím paprskům, nejnepokojivějším a nejkratším hvězdám ve vesmíru. Stejně jako jeho údajné „bratranci“byla hvězda ve středu J005311 neuvěřitelně horká - její povrchová teplota přesáhla 200 tisíc Kelvinů. Současně vypustila do životního prostředí obrovské množství plynu a zrychlila ho na 16 tisíc kilometrů za sekundu nebo 5% rychlosti světla.
Na druhé straně to bylo asi čtyřikrát moudřejší než dokonce nejskromnější hvězdy Wolf-Rayet, ale jeho spektrum bylo úplně odlišné od i těch nejaktivnějších forem takových hvězd. Kromě toho byl jeho interiér téměř úplně složen ze dvou prvků - kyslíku a uhlíku, zatímco vodík a hélium zcela chyběly v interiéru J005311 a v jeho plynovém krytu.
Tyto nesrovnalosti vedly vědce k tomu, jak takový předmět vznikl. S odkazem na slavný Hertzsprung-Russellův diagram si ruští a zahraniční astronomové všimli, že hvězdy vytvořené v důsledku sloučení velkých bílých trpaslíků by měly mít podobné vlastnosti.
Teoretici, jak vědci poznamenávají, dlouho předpovídali existenci takových objektů, jejichž hmotnost je výrazně vyšší než Chandrasekharova hranice, ale dosud je nikdo nenašel.
Jak ukazují tyto výpočty, takové superheavy objekty se mohou tvořit, pokud se vnitřek bílých trpaslíků během jejich sloučení zahřeje dostatečně rychle. V tomto případě bude mít uhlík čas „se vznítit“v útrobách nové hvězdy ještě předtím, než bude silně stlačen.
Tím se zastaví termonukleární exploze, vytvoří se malá mlhovina žhavícího kyslíku a neonu a uvnitř ní se objeví jedinečný objekt superhot, který bude žít několik desítek tisíc let. Poté, co „znovuzrozená“hvězda vyčerpala všechny své zásoby uhlíku a kyslíku, bude se stahovat ještě více, což povede k zrození slabé supernovy a malé neutronové hvězdy.
Jak ukazují výpočty Gvaramadzeho a jeho kolegů, mělo by se to stát velmi brzy. J005311 má nyní asi 16 tisíc let, což znamená, že je v posledních fázích svého „nového života“. Je možné, že lidstvo bude svědkem této významné události, tvrdí vědci.