Astrofizycy z Rosji i Włoch odkryli naturę tajemniczego układu podwójnego HD 49798 w konstelacji Poppy, udowadniając, że jednym z jego mieszkańców jest młody biały karzeł, którego materia stopniowo się kurczy, a nie gwiazda neutronowa, jak sądzili niektórzy naukowcy. Ich ustalenia zostały opublikowane w czasopiśmie MNRAS.
„To odkrycie ma dwie ważne konsekwencje. Z jednej strony był tajemniczy system. Od kilku lat astronomowie spierają się o to, co tam jest - biały karzeł czy gwiazda neutronowa? Wyjaśniliśmy to, chociaż być może nie jest to tak ważne dla astrofizyki w ogóle. Pod względem znaczenia odkrycie można porównać do ujawnienia przebiegłej zbrodni w kryminale - choć zdarzenie to ma charakter dość lokalny, widz jest nadal zainteresowany”- mówi Siergiej Popow, astrofizyk z Sternberg State Astronomical Institute na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym.
Życie większości stosunkowo małych gwiazd, podobnych do rozmiarów Słońca, kończy się nie eksplozją supernowej, ale przemianą w białego karła - małą i supergęstą bryłę bardzo gorącej egzotycznej materii, która świeci przez wiele setek milionów lat z powodu ciepła uwięzionego w ich głębi.
Naukowcy od dawna wierzą, że młode białe karły stopniowo kurczą się po zrzuceniu zewnętrznych powłok zmarłej gwiazdy, „tracąc na wadze” o kilkaset kilometrów w ciągu pierwszego miliona lat ich niezależnego istnienia. Dowód na to, jak wyjaśnia Popov, nie został jeszcze znaleziony, ponieważ większość znanych nam białych karłów jest znacznie starsza niż milion lat, a astronomowie nie dysponowali dokładnymi danymi na temat ich średnicy, aby „zobaczyć” proces kompresji.
Rosyjscy i włoscy astrofizycy pod przywództwem Popowa byli w stanie uzyskać pierwsze dowody na to, że taka kompresja rzeczywiście występuje, obserwując tajemniczą podwójną gwiazdę HD 49798 w konstelacji Korma, około 2100 lat świetlnych od nas.
Obiekt został odkryty w 1964 roku przez argentyńskich astronomów, którzy początkowo myśleli, że mają do czynienia z niezwykłym białym krasnoludem, który zawierał niezwykle mało wodoru w swoim wnętrzu. Później naukowcy odkryli, że HD 49798 jest gwiazdą podwójną, której jedna z połówek jest „normalną” gwiazdą, a druga jest gwiazdą neutronową lub białym karłem.
Kontrowersje wywołała niezwykle duża prędkość obrotowa drugiego obiektu - wykonuje on jeden obrót wokół własnej osi w zaledwie 13 sekund. Jest to normalne w przypadku gwiazd neutronowych, ale jest to rekordowo wysoka anomalia białego karła, którą trudno wyjaśnić.
Co więcej, naukowcy niedawno odkryli, że rotacja drugiej połowy HD 49798 przyspiesza, co prawdopodobnie wskazuje, że biały karzeł lub gwiazda neutronowa aktywnie „kradnie” materię od swojego sąsiada, gromadząc ją na swojej powierzchni. Jest to niezwykle trudne do wyjaśnienia w kontekście obu wersji natury tej gwiazdy, co doprowadziło astronomów jeszcze bardziej w ślepy zaułek.
Film promocyjny:
Rosyjscy astrofizycy znaleźli wyjaśnienie wszystkich tych dziwactw, zwracając uwagę na to, jak zmieniają się właściwości gwiazd, gdy zamieniają się one w gwiazdy neutronowe i białe karły.
Zarówno jeden, jak i drugi proces mają jedną wspólną cechę - objętość gwiazdy gwałtownie spada, a jej gęstość gwałtownie rośnie. Zmniejszenie objętości gwiazdy, zgodnie ze „szkolnym” prawem zachowania momentu pędu, doprowadzi do tego, że zwiększy się prędkość jej obrotu.
W związku z tym szybki wzrost prędkości obrotowej drugiej połowy HD 49798 można wytłumaczyć faktem, że ta gwiazda kurczy się, a jej objętość stopniowo maleje. Kierując się tym pomysłem, Popov i jego zespół obliczyli, jak powinien się kurczyć biały karzeł o podobnej wielkości i wieku, i porównali model komputerowy z rzeczywistymi danymi.
Jak pokazały te obliczenia, biały karzeł mający 2 miliony lat powinien być ściskany w tempie około centymetra na rok, co idealnie odpowiada tempie, z jakim rośnie prędkość obrotowa drugiej połowy HD 49798. W związku z tym możemy powiedzieć, że astronomowie mają teraz przykład „młodego Biały karzeł, którego badanie mają nadzieję autorzy artykułu, pomoże nam lepiej zrozumieć ich naturę.
„Jest też drugie poczucie odkrywania. Przez dziesięciolecia było jasne, że młode białe karły się kurczą. Nigdy nie widzieliśmy rzeczywistej fazy kompresji „na żywo”. Wyjątkowość systemu, który zaobserwowaliśmy, polegała na tym, że biały karzeł był jakby „oświetlony” z powodu przepływu materii z pobliskiej gwiazdy. Co najważniejsze, został tak zgrabnie oświetlony, że nie wpłynęło to na jego rotację, a to rzadkość tego układu. W innych parach białych karłów i gwiazd ciągu głównego akrecja jest znacznie silniejsza: już określa, w jaki sposób biały karzeł się obraca, przez co nie można dostrzec „piękna kompresji” - podsumowuje Popov.