Wyjałowiona gwiazda wciąż może zadać kilka ciosów. Astronomowie odkryli, że biały karzeł uderza towarzyszący mu obiekt – lekką gwiazdę lub planetę – nieustannymi wybuchami ciepła i promieniowania oraz bezlitosnym przyciąganiem grawitacyjnym, które rozrywa go na strzępy.
Większość gwiazd, w tym Słońce, staje się białymi karłami, gdy zaczyna im brakować paliwa, rozszerzają się i stygną do czerwonego olbrzyma, a następnie tracą swoje zewnętrzne warstwy. Taka ewolucja pozostawia po sobie gwiezdną grudę, która powoli znika przez miliardy lat.
Zespół naukowców wykorzystał satelity Chandra oraz XMM-Newton do zbadania niezwykłej aktywności rentgenowskiej w trzech białych karłach. Zazwyczaj białe karły emitują niskoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie, które badacze zaobserwowali w swojej próbce. Jednak te białe karły miały również zaskakująco jasną emisję promieniowania X przy wyższych energiach.
Wśród tej grupy wyróżniał się jeden biały karzeł – KPD 0005+5106 – emitujący wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie, którego jasność wzrastała i malała regularnie co 4,7 godziny. Ten powtarzający się przypływ i odpływ promieniowania X wskazuje, że KPD 0005+5106 ma na swojej orbicie obiekt – albo gwiazdę o bardzo niskiej masie, albo planetę.
Materia z małomasywnej gwiazdy lub planety może uderzać w północny i południowy biegun białego karła, tworząc jasną plamę wysokoenergetycznego promieniowania X. Gdy biały karzeł i jego towarzysz orbitują wokół siebie, ta gorąca plama wchodzi i wychodzi z pola widzenia, powodując regularne zwiększanie się i zmniejszanie wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego.
Nie wiedzieliśmy, że ten biały karzeł ma towarzysza, dopóki nie zobaczyliśmy danych rentgenowskich, powiedział You-Hua Chu z Instytutu Astronomii i Astrofizyki, Academia Sinica (ASIAA) na Tajwanie, który kierował badaniami. Szukaliśmy towarzysza za pomocą teleskopów optycznych, ale nic nie widzieliśmy, co oznacza, że jest to bardzo słaba gwiazda, brązowy karzeł lub planeta.
KPD 0005+5106, znajdujący się w naszej Galaktyce około 1300 lat świetlnych od Ziemi, jest jednym z najgorętszych znanych białych karłów, o temperaturze powierzchniowej wynoszącej około 200 000 oC. Dla porównania, powierzchnia Słońca ma 5 500 oC.
Obiekt towarzyszący znajduje się około 800 000 km od białego karła, co stanowi zaledwie 1/30 odległości Merkurego od Słońca, powiedział współautor Jesús Toala z Narodowego Uniwersytetu Autonomicznego w Meksyku. Czymkolwiek jest ten obiekt, jest on niszczony przez ciepło.
Naukowcy sprawdzili, co by się stało, gdyby ten obiekt był planetą o masie zbliżonej do masy Jowisza, która to możliwość zgadza się z danymi łatwiej niż słaba gwiazda czy brązowy karzeł. W ich modelach, biały karzeł ściągałby na siebie materię z planety. Taki proces planeta mogłaby przetrwać tylko przez kilkaset milionów lat zanim zostałaby ostatecznie zniszczona. Ta skradziona materia wiruje wokół białego karła świecącego w promieniach X, które Chandra może wykryć.
Dwa pozostałe białe karły również uważano za obiekty samotne, ale wykazują one podobną do KPD 0005+5106 energetyczną emisję promieniowania rentgenowskiego. Analogicznie, sugeruje to, że one również mogą mieć słabych towarzyszy, być może planety.
Prace nad mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym prowadzone przez Joshuę Blackmana z Uniwersytetu Tasmanii w Australii wykazały niedawno, że planeta może przetrwać ewolucję gwiazdy w białego karła przez fazę czerwonego olbrzyma. Jednak odległość pomiędzy białym karłem a jego planetą w tym przypadku jest znacznie większa niż w przypadku zaobserwowanym przez Chu i jej zespół, prawie 500-krotnie.
Naukowcy będą musieli prawdopodobnie wykonać więcej teoretycznych modeli ewolucji gwiazd podwójnych, aby zrozumieć, w jaki sposób planeta lub gwiazda o małej masie może znaleźć się tak blisko białego karła.
Więcej informacji:
- Roasted and Shredded by a Stellar Sidekick
- Hard X-ray Emission Associated with White Dwarfs. IV. Signs of Accretion from Sub-stellar Companions
Źródło: Chandra
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artystyczna białego karła KPD 0005+5106 z towarzyszem, który jest małomasywną gwiazdą lub planetą. Źródło: Ilustracja: NASA/CXC/M. Weiss; Zdjęcie rentgenowskie (w okienku): NASA/CXC/ASIAA/Y.-H. Chu i inni.
