Ruski i strani astronomi otkrili su izuzetno neobičnu "ugljičnu" zvijezdu u zviježđu Kasiopeja, koja je nastala prije nekoliko desetaka tisuća godina kao rezultat spajanja velikih bijelih patuljaka. U bliskoj budućnosti će eksplodirati i pretvoriti se u pulsar, navodi se u članku u časopisu Nature Astronomy.
Bijeli patuljci su ostaci starih „izgorjelih“zvijezda male mase, lišenih vlastitih izvora energije. Bijeli patuljci pojavljuju se u posljednjoj fazi evolucije zvijezda s masom koja ne prelazi sunčevu masu za više od 10 puta. Konačno, naša zvijezda će se također pretvoriti u bijelog patuljka.
Astrofizičari su zainteresirani za takve "mrtve zvijezde" iz nekoliko razloga. Prvo, oni su potomci supernova tipa I, koji omogućuju vrlo točne procjene udaljenosti u svemiru. Drugo, sastoje se od egzotične super zgusnute materije, čija svojstva i struktura još uvijek nisu u potpunosti razumjeli.
Odgovor na ovo pitanje važan je jer određuje što bi se trebalo dogoditi kad se bijeli patuljci stapaju. Sada znanstvenici vjeruju da ako kombinirana masa dvije svjetiljke u starosti premašuje takozvanu granicu Chandrasekhar, koja je 1,4 puta veća od Sunca, tada proizvod njihova spajanja postaje nestabilan i pretvara se u drugu vrstu objekta.
Ovisno o brzini i drugim parametrima spajanja, ovaj proces može stvoriti i snažnu termonuklearnu eksploziju, eksploziju supernove tipa I ili dovesti do stvaranja neutronske zvijezde.
Znanstvenici su dugo vjerovali da je spajanje svih velikih bijelih patuljaka, čija masa znatno prelazi granicu Chandrasekhar, gotovo zajamčeno da će završiti eksplozija supernove. Vjerovanje u ovu ideju srušilo se 2003. godine kada su astronomi iz Sjedinjenih Država i Kanade zabilježili izuzetno neobičan bljesak na nebu. Imala je sve značajke supernove prvog tipa, ali istodobno ga je stvorio objekt čija je masa najmanje dva puta premašila solarnu masu.
Njegovo otkriće izazvalo je mnogo polemike, budući da teorije koje su postojale u to vrijeme nisu mogle objasniti ne mehanizam njegovog nastanka, a samo postojanje takvog izbijanja bilo je u suprotnosti s ustaljenom idejom da sve supernovee tipa I imaju istu snagu i druga svojstva vezana za granicu Chandrasekhar.
Gvaramadze i njegovi kolege otkrili su iznimno neobičnu zvijezdu, čije postojanje podržava jedno od objašnjenja kako je došlo do pucanja 2003. godine i nekoliko drugih anomalijski moćnih supernova zabilježenih u sljedećim godinama.
Promotivni video:
U početku su, kako astronomi objašnjavaju, tražili ne bijele patuljke i tragove njihovih sudara, već maglice koje se pojavljuju u blizini velikih starih zvijezda u posljednjim fazama njihovog života. Da bi to učinili, znanstvenici su proučavali slike noćnog neba snimljene WISE infracrvenim orbiteom u orbiti i drugim opservatorijama ovog tipa.
Njihovu je pažnju privukla mala maglica J005311, koja se nalazi oko 10 tisuća godina udaljena od nas u smjeru zviježđa Kasiopeja. Kada su Gvaramadze i njegov tim pokušali pronaći matičnu zvijezdu pomoću BTA teleskopa u Specijalnom astrofizičkom opservatoriju u Nižnjem Arkhyzu, bili su u potrazi za iznenađenjem.
U središtu ove maglice živjela je izuzetno neobična zvijezda, izvana slična takozvanim Wolf-Rayetovim zvijezdama, najnemoćnijim i kratkotrajnijim zvijezdama u svemiru. Poput svojih navodnih "rođaka", zvijezda u središtu J005311 bila je nevjerojatno vruća - njezina temperatura na površini premašila je 200 tisuća Kelvina. Istodobno je izbacila ogromne količine plina u okoliš, ubrzavajući ga do 16 tisuća kilometara u sekundi, odnosno 5% brzine svjetlosti.
S druge strane, bio je oko četiri puta slabiji od čak i najskromnijih zvijezda Wolf-Rayeta, ali njegov je spektar bio potpuno različit čak i od najaktivnijih oblika takvih zvijezda. Osim toga, njegova unutrašnjost bila je gotovo u cijelosti sastavljena od dva elementa - kisika i ugljika, dok su u unutrašnjosti J005311 i u njegovom plinskom omotaču potpuno nedostajali vodik i helij.
Te nedosljednosti navele su znanstvenike da se zapita kako je nastao takav objekt. Pozivajući se na poznati dijagram Hertzsprung-Russell, ruski i strani astronomi primijetili su da zvijezde nastale kao rezultat spajanja velikih bijelih patuljaka trebaju imati slična svojstva.
Teoretičari su, kako napominju istraživači, dugo predviđali postojanje takvih objekata čija je masa primjetno veća od Chandrasekharove granice, ali do sada ih nitko nije pronašao.
Kao što pokazuju ovi izračuni, takvi se pretjerano teški predmeti mogu formirati ako se utroba bijelih patuljaka zagrijava dovoljno brzo tijekom njihovog spajanja. U ovom će slučaju ugljik imati vremena da se "zapali" u utrobi nove zvijezde, čak i prije nego što se snažno komprimira.
To će zaustaviti termonuklearnu eksploziju, stvoriti malu maglicu sa žarnom niti i neonom, a unutar nje će se pojaviti jedinstveni superhotni objekt, koji će živjeti nekoliko desetaka tisuća godina. Nakon što je "preporođena" zvijezda iscrpila sve svoje rezerve ugljika i kisika, ona će se još više smanjiti, što će dovesti do rađanja slabe supernove i male neutronske zvijezde.
Kao što pokazuju proračuni Gvaramadzea i njegovih kolega, to bi se trebalo dogoditi u vrlo skoroj budućnosti. J005311 je sada star oko 16 tisuća godina, što znači da se nalazi u posljednjim fazama svog "novog života". Moguće je da će čovječanstvo biti svjedok ovog značajnog događaja, zaključuju znanstvenici.
