Tajemnicze fale uderzeniowe wokół białego karła!
Zaledwie 730 lat świetlnych od Ziemi kryje się jeden z najbardziej intrygujących obiektów kosmicznych ostatnich lat. Biały karzeł RXJ0528+2838 otoczony jest tajemniczymi falami dziobowymi, które od ponad tysiąca lat nie dają astronomom spokoju. Zdjęcia uzyskane za pomocą Very Large Telescope (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) ukazują struktury, których przyczyny nauka wciąż nie potrafi wyjaśnić.
Czym jest biały karzeł? Kosmiczny wdowiec po gwieździe
Większość gwiazd – w tym nasze Słońce – przez miliardy lat wytwarza energię poprzez syntezę jądrową w swoich rdzeniach. Gdy paliwo się wyczerpuje, gwiazda rozszerza się w olbrzyma, a następnie jej zewnętrzne warstwy rozpraszają się w przestrzeni, pozostawiając po sobie skompresowany, gorący rdzeń: właśnie biały karzeł.
Białe karły są obiektami niezwykle gęstymi – łyżeczka ich materii waży tyle co kilka ton. Co powstrzymuje je przed dalszym zapadaniem się? Odpowiedź leży w królestwie mechaniki kwantowej: ciśnienie degeneracji elektronów tworzy barierę, której żadna siła grawitacyjna nie jest w stanie pokonać – przynajmniej dopóki masa obiektu nie przekroczy tzw. granicy Chandrasekhara (~1,4 masy Słońca).
Za 5 miliardów lat Słońce też stanie się białym karłem
Obserwacja RXJ0528+2838 to nie tylko fascynująca zagadka naukowa – to także podgląd w przyszłość naszego własnego układu słonecznego. Za około 5 miliardów lat Słońce wyczerpie zapasy wodoru, stanie się czerwonym olbrzymem (pochłaniając prawdopodobnie Merkurego, Wenus i Ziemię), a następnie pozostawi po sobie właśnie białego karła.
Taki obiekt będzie powoli stygnąć przez setki miliardów lat – czas tak długi, że naukowcy szacują, iż do dziś żaden biały karzeł we Wszechświecie nie zdążył jeszcze wystągnąć do stanu tzw. czarnego karła (całkowicie zimnego i niewidocznego ciała).
Odkrycie RXJ0528+2838 i przełomowe zdjęcie ESO
Biały karzeł RXJ0528+2838 należy do niedawno odkrytych obiektów tego typu. Szczególną uwagę astronomów przykuło jednak nie samo odkrycie gwiazdy, lecz struktury widoczne w jej otoczeniu. Na zdjęciu wykonanym przez VLT wyraźnie widać:
Trzy kolory świecącego gazu – czerwony (wodór), zielony (azot) i niebieski (tlen) – tworzą razem łukowe struktury fal dziobowych. Naukowcy porównują je do fali dziobowej tworzącej się przed dziobem szybko płynącego statku. Tyle że w kosmosie nie ma statku – i właśnie to stanowi zagadkę.
Niewyjaśnione fale uderzeniowe – co wiemy, a czego nie wiemy?
Fale uderzeniowe wokół RXJ0528+2838 istnieją od co najmniej 1000 lat – to oszacowanie wynika z analizy struktury i dynamiki otaczającego gazu. Astronomowie rozważają kilka hipotez dotyczących ich źródła:
Szybki ruch własny białego karła: jeśli obiekt porusza się wystarczająco szybko przez ośrodek międzygwiazdowy, może tworzyć fale dziobowe. Jednak obliczenia prędkości RXJ0528+2838 nie w pełni tłumaczą obserwowanych struktur.
Interakcja z towarzyszem: część białych karłów wchodzi w układ podwójny z inną gwiazdą, co może prowadzić do gwałtownych procesów akrecji i wyrzutów materii. Możliwe, że ten mechanizm – jeszcze nie w pełni zidentyfikowany – odpowiada za obserwowane struktury.
Nieznany dotąd mechanizm: najbardziej intrygująca możliwość – RXJ0528+2838 może ujawniać zupełnie nowy typ procesu fizycznego, dotąd nieudokumentowanego.
Na ten moment astronomowie przyznają wprost: nie wiemy, co napędza te fale. I właśnie ta szczerość czyni odkrycie wyjątkowo ekscytującym.
Źródło: ESO / K. Iłkiewicz & S. Scaringi et al. | NASA APOD |
