Vzácny biely trpaslík

Astronómovia objavili kozmickú vzácnosť – veľmi hmotného bieleho trpaslíka, ktorý vznikol ako výsledok splynutia menšieho bieleho trpaslíka s ďalšou hviezdou a nie ako výsledok vývoja jednej hmotnejšej hviezdy.

Objav uskutočnený vďaka ultrafialovým pozorovaniam Hubblovho kozmického ďalekohľadu (HST) poukazuje na to, že tieto vzácne hviezdy môžu byť vo vesmíre oveľa rozšírenejšie, než si odborníci mysleli.

UV identifikácia

Biely trpaslík je veľmi hustý objekt s priemerom podobným Zemi a predstavuje záverečné štádium hviezd, ktoré nie sú dosť hmotné na to, aby explodovali ako tzv. supernovy s kolapsom jadra, teda supernovy typu II. Aj naše Slnko sa stane bielym trpaslíkom za približne päť miliárd rokov. Teoreticky môže mať biely trpaslík hmotnosť do 1,4 hmotnosti Slnka, ale biele trpaslíky s hmotnosťou väčšou ako Slnko sú vzácne. Tieto objekty, ktoré astronómovia nazývajú ultrahmotné biele trpaslíky, môžu vznikať z jednej hmotnej hviezdy alebo splynutím bieleho trpaslíka s ďalšou hviezdou v dvojhviezdnom systéme.

Vedcom sa teraz podarilo po prvý raz identifikovať takýto objekt pomocou ultrafialového spektra. Tento objekt sa nám javil ako obyčajný biely trpaslík, ale ultrafialové pozorovania odhalili, že mal veľmi odlišnú históriu od toho, čo sme si mysleli, uviedol hlavný výskumník Hubblovho programu Boris Gaensicke z Warwickej univerzity vo Veľkej Británii. Pred touto štúdiou objavili šesť produktov splynutia bielych trpaslíkov s hviezdami, ale pomocou spektrálnych čiar uhlíka vo vizuálnej oblasti. Všetky sú súčasťou väčšej skupiny, pri ktorej sa zistilo, že sú modrejšie, než by to zodpovedalo ich hmotnosti a veku.

Uhlík v atmosfére

Astronómovia využili prístroj Cosmic Origins Spectrograph na HST na výskum bieleho trpaslíka označeného WD 0525+526. Je od nás vzdialený 128 svetelných rokov a jeho hmotnosť je 1,2 hmotnosti Slnka. Vo vizuálnej oblasti jeho spektrum pripomína spektrum typického bieleho trpaslíka. No spektrum v ultrafialovej oblasti získané pomocou Hubblovho teleskopu ukázalo niečo nezvyčajné: dôkaz uhlíka v atmosfére.

Bežné biele trpaslíky majú atmosféry zložené výhradne z vodíka a hélia, pretože hrubá atmosféra zabraňuje ťažším prvkom z jadra prejaviť sa v spektre bieleho trpaslíka. Keď sa objaví uhlík, môže to znamenať, že objekt vznikol inak než typický biely trpaslík sformovaný z jednej hviezdy – zrážkou a splynutím dvoch bielych trpaslíkov alebo bieleho trpaslíka a obyčajnej hviezdy. Kolízia môže spáliť atmosféry zrážajúcich sa hviezd a zanechať len skromnú vrstvu vodíka a hélia okolo novovzniknutého objektu, čo dovolí uhlíku vyplávať hore z jadra bieleho trpaslíka, kde môže byť potom detegovaný.

Teplejší a hmotnejší

WD 0525+526 sa vymyká aj vo svojej skupine. S teplotou temer 21 000 K a hmotnosťou 1,2 hmotnosti Slnka je teplejší a hmotnejší než iné biele trpaslíky sformované po splynutí dvoch hviezd. Pre chladnejšie biele trpaslíky môže konvekcia látky (prúdenie) vmiešavať uhlík do ich tenkej atmosféry. WD 0525+526 je však na to príliš horúci. Podľa vedcov sa tam odohráva jemnejší proces nazývaný semikonvekcia, ktorý vynáša do atmosféry iba malé množstvo uhlíka (až 100 000-krát menej ako majú ostatné známe biele trpaslíky vzniknuté splynutím dvoch hviezd).

Keďže pôvod WD 0525+526 zistili len pri jedinom pohľade na jeho ultrafialové spektrum, je pravdepodobné, že aj iné normálne biele trpaslíky sú v skutočnosti produktmi kozmických kolízií – a to je možnosť, ktorá ženie vedcov do ďalších výskumov. Radi by sme pokračovali prehliadkou toho, ako sú zastúpené biele trpaslíky s obsahom uhlíka, a koľko stelárnych objektov vytvorených splynutím sa skrýva medzi normálnymi bielymi trpaslíkmi, dodal Antoine Bedrad z Warwickej univerzity.

Autor článku: RNDr. Zdeněk Komárek