Objav prvého pulzujúceho bieleho trpaslíka v zákrytovej dvojhviezde

Vedci z univerzity v Sheffielde (Veľká Británia) objavili vo dvojhviezdnom systéme starú pulzujúcu hviezdu, čo im umožní získať dôležité informácie a histórii toho, ako sa hviezdy podobné Slnku vyvíjajú a nakoniec zomierajú. Objav vôbec prvého pulzujúceho bieleho trpaslíka v zákrytovej premennej hviezde fyzikmi zo Sheffieldu znamená, že  tento tím môže po prvý raz detailne sledovať ako vývoj dvojhviezdy ovplyvnil vnútornú stavbu bieleho trpaslíka. Zákrytová dvojhviezda (resp. zákrytová premenná hviezda) je sústava pozostávajúca z dvoch hviezd obiehajúcich okolo spoločného ťažiska, pričom z nášho pohľadu prechádza periodicky jedna hviezda popred druhú a tým sa mení jasnosť systému. Biely trpaslík je vyhorené jadro hviezdy, pozostatok po hviezdach podobných Slnku, v ktorom už neprebiehajú termonukleárne reakcie, má hmotnosť podobnú ako Slnko, hustotu rádovo tony na cm³ , teplotu desaťtisíce K a polomer skôr blízky k polomeru našej planéty. Tento konkrétny biely trpaslík by nám mohol po prvý raz zabezpečiť kľúčový pohľad na štruktúru, vývoj a smrť  tohto typu hviezd.

Väčšina bielych trpaslíkov je zložená prevažne z uhlík a kyslíka, ale tento spomínaný biely trpaslík je zložený najmä z hélia. Vedecký tím si myslí, že je to výsledok koexistencie s hviezdou - sprievodcom, ktorý v ranom štádiu prerušil vývoj bieleho trpaslíka ešte predtým než dostal šancu zlučovať hélium na uhlík a kyslík. Pulzácie tejto hviezdy boli objavené pomocou prístroja HiPERCAM, revolučnej vysokorýchlostnej kamery vyvinutej tímom vedeným Vikom Dhillonom z katedry fyziky a astronómie Sheffieldskej univerzity. HiPERCAM dokáže urobiť jeden snímok každú milisekundu súčasne v piatich rôznych farbách (filtroch) a je namontovaná na najväčšom súčasnom ďalekohľade sveta – na 10,4 metrovom Gran Telescopio Canarias (GTC) na Kanárskych ostrovoch, konkrétne na ostrove La Palma. To umožnilo vedcom detegovať nepatrné rýchle pulzácie tohto zvláštneho bieleho trpaslíka. Pulzácie bieleho trpaslíka a skutočnosť, že je súčasťou zákrytového systému, navyše umožnili vedeckému tímu skúmať jeho vnútornú štruktúru využitím dvoch metód: astroseizmológie a  analýzou zákrytov. Astroseizmológia zahŕňa meranie toho, ako rýchlo sa šíria zvukové vlny cez bieleho trpaslíka. Steven Parson, taktiež z katedry fyziky a astronómie Sheffieldskej univerzity, ktorý štúdiu viedol, hovorí: „Zistenie, z čoho sa skladá biely trpaslík, nie je také priamočiare a jednoduché, pretože tieto objekty majú hmotnosť okolo polovice hmotnosti Slnka a tá je natlačená do objemu zhruba takého ako má naša Zem. To znamená, že gravitácia je tu extrémne silná, približne miliónkrát silnejšia než na Zemi. Priemerný človek by tu „vážil“ asi 60 000 000 kg. Silná gravitácia zapríčiňuje, že všetky ťažké chemické prvky v bielom trpaslíkovi klesajú k jeho jadru a na povrchu zanecháva len tie najľahšie prvky, takže skutočné zloženie nám zostáva skryté.“

Tento pulzujúci biely trpaslík, ktorý bol nedávno objavený, je veľmi dôležitý, pretože môžeme využiť jeho obeh vo dvojhviezde a zákryty na to, aby sme bezprostredne vpočítali jeho hmotnosť a polomer, teda aj hustotu, čo pomôže zistiť jeho zloženie. A čo je ešte zaujímavejšie, obe hviezdy v tomto systéme spolu v minulosti interagovali, pričom sa hmota (presnejšie plyn) prenášala z jednej hviezdy na druhú a potom späť. Môžeme vidieť ako vývoj tejto dvojhviezdy ovplyvnil  vnútornú štruktúru bieleho trpaslíka, čo sme doteraz neboli schopní urobiť, pretože sme nepoznali žiaden takýto dvojhviezdny systém. Nasledujúci krok vo výskume bude pokračovanie v pozorovaní bieleho trpaslíka za účelom zaznamenania čo najväčšieho počtu pulzácií pomocou prístroja HiPERCAM a Hubblovho kozmického ďalekohľadu.

Publikované v časopise QUARK 7/2020, RNDr. Zdeněk Komárek

Zdroj obrázka: http://www.sci-news.com/astronomy/