Ruskí a zahraniční astronómovia objavili extrémne neobvyklú „uhlíkovú“hviezdu v súhvezdí Cassiopeia, ktorá vznikla pred niekoľkými desiatkami tisíc rokov v dôsledku zlúčenia veľkých bielych trpaslíkov. Podľa článku v časopise Nature Astronomy v blízkej budúcnosti exploduje a zmení sa na pulzár.
Bieli trpaslíci sú pozostatky starých „vyhorených“hviezd malej hmoty bez vlastných zdrojov energie. Bieli trpaslíci sa objavujú v konečnej fáze vývoja hviezd s hmotnosťou nepresahujúcou solárnu hmotu viac ako 10-krát. Nakoniec sa z našej hviezdy stane biely trpaslík.
Astrofyzici sa o takéto „mŕtve hviezdy“zaujímajú z niekoľkých dôvodov. Po prvé, sú progenitormi supernov typu I, ktoré umožňujú veľmi presné odhady vzdialeností vo vesmíre. Po druhé, skladajú sa z exotických látok superdense, ktorých vlastnosti a štruktúra ešte vedci ešte úplne nepochopili.
Odpoveď na túto otázku je dôležitá, pretože určuje, čo by sa malo stať, keď sa bieli trpaslíci zlúčia. Vedci sa teraz domnievajú, že ak kombinovaná hmotnosť dvoch starých svietidiel prekročí tzv. Limit Chandrasekhar, ktorý je 1,4-násobkom hmotnosti Slnka, produkt zlúčenia sa stane nestabilným a zmení sa na iný typ objektu.
V závislosti od rýchlosti a ďalších parametrov zlúčenia môže tento proces generovať tak silnú termonukleárnu explóziu, explóziu supernovy typu I, alebo môže viesť k vytvoreniu neutrónovej hviezdy.
Vedci sa dlho domnievali, že zlúčenie všetkých veľkých bielych trpaslíkov, ktorých hmotnosť výrazne presahuje limit Chandrasekhar, je takmer zaručené, že skončí výbuchom supernovy. Viera v túto myšlienku sa rozbila v roku 2003, keď astronómovia zo Spojených štátov a Kanady zaznamenali na oblohe mimoriadne nezvyčajný záblesk. To malo všetky vlastnosti supernovy prvého typu, ale súčasne bolo vytvorené objektom, ktorého hmota aspoň dvakrát presiahla solárnu hmotu.
Jeho objav spôsobil veľa kontroverzií, pretože teórie, ktoré v tom čase existovali, nedokázali vysvetliť mechanizmus jeho narodenia, a samotná existencia takého výbuchu bola v rozpore so zavedenou myšlienkou, že všetci supernovy prvého typu majú rovnakú moc a ďalšie vlastnosti, ktoré sú spojené s hranicou Chandrasekharu.
Gvaramadze a jeho kolegovia objavili vysoko neobvyklú hviezdu, ktorej existencia podporuje jedno z vysvetlení toho, ako by sa mohlo vyskytnúť prasknutie z roku 2003 a niekoľko ďalších neobvykle silných supernov zaznamenaných v nasledujúcich rokoch.
Propagačné video:
Ako vysvetlili astronómovia, spočiatku nehľadali biele trpaslíky a stopy svojich zrážok, ale hmloviny, ktoré v posledných fázach života vznikajú v blízkosti veľkých hviezd. Vedci študovali snímky nočnej oblohy, ktoré nasnímal infračervený orbitálny teleskop WISE a ďalšie observatóriá tohto typu.
Ich pozornosť upútala malá hmlovina J005311, ktorá sa nachádza asi 10 000 rokov od nás v smere na súhvezdie Cassiopeia. Keď sa Gvaramadze a jeho tím pokúsili nájsť materskú hviezdu pomocou teleskopu BTA na Špeciálnom astrofyzikálnom observatóriu v Nižnom Arkhyzi, boli na prekvapenie.
V strede tejto hmloviny žila extrémne nezvyčajná hviezda, navonok podobná tzv. Wolf-Rayetovým hviezdam, najnepokojivejším a najkrajším hviezdam vo vesmíre. Hviezda v strede J005311 bola rovnako ako jej údajné „bratrance“neuveriteľne horúca - jej povrchová teplota presiahla 200 tisíc Kelvinov. Zároveň vyhodila obrovské množstvo plynu do prostredia a zrýchlila ho na 16 tisíc kilometrov za sekundu alebo 5% rýchlosti svetla.
Na druhej strane to bolo asi štyrikrát slabšie ako najskromnejšie Wolf-Rayetove hviezdy, ale jeho spektrum bolo úplne odlišné od najaktívnejších foriem takýchto hviezd. Okrem toho bol jeho interiér takmer úplne zložený z dvoch prvkov - kyslíka a uhlíka, zatiaľ čo vodík a hélium úplne chýbali v interiéri J005311 a v jeho plynovej clone.
Tieto rozpory viedli vedcov k premýšľaniu o tom, ako takýto predmet vznikol. Pokiaľ ide o slávny Hertzsprung-Russellov diagram, ruskí a zahraniční astronómovia si všimli, že hviezdy vytvorené v dôsledku zlúčenia veľkých bielych trpaslíkov by mali mať podobné vlastnosti.
Vedci poznamenávajú, že teoretici už dlho predpovedali existenciu takých objektov, ktorých hmotnosť je výrazne vyššia ako hranica Čandrasekharu, ale zatiaľ ich nikto nenašiel.
Ako vyplýva z týchto výpočtov, takéto superheavy objekty sa môžu vytvárať, ak sa interiér bielych trpaslíkov počas ich fúzie zahrieva dostatočne rýchlo. V tomto prípade bude mať uhlík čas na „vznietenie“v útrobách novej hviezdy ešte predtým, ako bude silne stlačený.
Tým sa zastaví termonukleárny výbuch, vytvorí sa malá hmlovina žiariaceho kyslíka a neónu a vo vnútri sa objaví jedinečný superhotový objekt, ktorý bude žiť niekoľko desiatok tisíc rokov. Po tom, čo „znovuzrodená“hviezda vyčerpala všetky svoje zásoby uhlíka a kyslíka, bude sa ešte viac zmenšovať, čo vedie k zrodeniu slabej supernovy a malej neutrónovej hviezdy.
Ako ukazujú výpočty Gvaramadzeho a jeho kolegov, malo by sa tak stať vo veľmi blízkej budúcnosti. J005311 má teraz okolo 16 tisíc rokov, čo znamená, že je v posledných fázach svojho „nového života“. Vedci uzatvárajú, že je možné, že ľudstvo bude svedkom tejto významnej udalosti.