Przejdź do treści

Pogłębiająca się tajemnica białego karła GD 394

Wizja artystyczna rozpadającego się planetozymala akreującego na białego karła

Podczas podstawowej dwuletniej misji TESS sonda obserwowała 200 000 gwiazd, odkrywając ponad 2000 kandydatów na planety. Jednak pod obserwacją teleskopu znalazły się również inne cele – w tym GD 394, niezwykły biały karzeł zlokalizowany mniej niż 200 lat świetlnych od nas.

GD 394 rzuca wyzwanie naszym oczekiwaniom dotyczącym białych karłów od czasu jego odkrycia w latach 60. XX w. Biały karzeł – gorąca, gęsta gwiezdna pozostałość – ma tak silne przyciąganie grawitacyjne, że oczekuje się, że cięższe pierwiastki szybko opadną do centrum białego karła, pozostawiając tylko lekki wodór, hel, a czasem węgiel i tlen, które możemy zidentyfikować w jego atmosferze.

Jednak wczesne obserwacje GD 394 ukazały w atmosferze nieoczekiwany obiekt zanieczyszczony cięższymi metalami, takimi jak krzem i żelazo. Aby do tego doszło, GD 394 musiałby aktywnie i stale gromadzić świeżą, bogatą w metale materię z jakiegoś zewnętrznego źródła, którego nie mogliśmy wykryć.

Ale te cięższe metale w atmosferze GD 394 były tylko częścią jego tajemnicy. W połowie lat 90. obserwacje wykazały, że emisja skrajnego ultrafioletu (EUV) tego białego karła nie była stała – jej intensywność zmieniała się o około 25% w szybkim tempie ok. 1,15 dnia.

Co może powodować tę zmienność? Odpowiedź pozostaje niejasna, ponieważ próby sprawdzenia różnych hipotez okazały się niewystarczające. Niedawne badanie obserwacji GD 394 wykazało, że krzywa blasku dalekiego ultrafioletu gwiazdy jest stała z dokładnością do 1%. Czy źródło zmienności zniknęło w ciągu ostatnich kilku dekad? A może zmienność występuje tylko w świetle EUV, a nie na dłuższych długościach fali?

W niedawnej publikacji naukowiec David Wilson (McDonald Observatory, University of Texas w Austin) i jego współpracownicy przedstawili nowe obserwacje TESS wykonane na falach optycznych, które jeszcze bardziej pogłębiły tajemnicę GD 394.

Wilson i współpracownicy monitorowali GD 394 przez 52 dni w dwóch sektorach TESS. Na podstawie tych obserwacji zidentyfikowali wyraźny dowód na około 1,15-dniowy okres zmienności na optycznej krzywej blasku białego karła – pierwszy dowód zmienności GD 394 poza długością fali EUV. Jednak w porównaniu ze zmiennością EUV zmienność optyczna jest niewielka, na poziomie zaledwie 0,12%! Tylko wysoka czułość TESS pozwoliła nam wykryć ten subtelny sygnał.

Więc co powoduje długotrwałe zmiany tej gwiazdy? Wiodące teorie, które mogą pasować do obu zestawów obserwacji, obejmują punkty metalu wywołane przez akrecję, zakrycie przez wypływ z orbitującej (ale nie tranzytującej) planety oraz indukowany magnetycznie gorący punkt.

Przyszłe jednoczesne obserwacje z użyciem teleskopu EUV i czułego obserwatorium optycznego, takiego jak TESS, mogą pomóc nam znaleźć różnice między tymi modelami. W międzyczasie TESS rozpoczął swoją rozszerzoną misję – polowanie na więcej planet, charakteryzowanie większej liczby gwiazd i odkrywanie kolejnych kosmicznych tajemnic.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
The Deepening Mystery of White Dwarf GD 394

Optical Detection of the 1.1 day Variability at the White Dwarf GD 394 with TESS

Źródło: AAS

Na ilustracji: Wizja artystyczna rozpadającego się planetozymala akreującego na białego karła. Źródło: NASA/JPL-Caltech