Astronomowie odkrywają masywnego białego karła, który powstał z dwóch innych
Astronomowie z Uniwersytetu w Warwick w Wielkiej Brytanii twierdzą, że obserwowany przez nich masywny biały karzeł z osobliwą, bogatą w węgiel atmosferą może w rzeczywistości być efektem połączenia dwóch innych białych karłów.
Badaczom udało się odkryć tego nietypowego, niezwykle masywnego białego karła w odległości 150 lat świetlnych od Ziemi. Gwiazda otoczona jest atmosferą niepodobną do żadnej innej dotychczas obserwowanej. To pierwsze w historii odkrycie białego karła będącego skutkiem połączenia dwóch mniejszych obiektów tego typu.
Odkrycie, które ogłoszono w artykule opublikowanym w periodyku naukowym Nature Astronomy, stawia przed naukowcami nowe pytania dotyczące ewolucji masywnych białych karłów oraz liczby eksplozji supernowych w naszej galaktyce.
Opisywana gwiazda (oznaczenie WDJ0551+4135) została odkryta w danych pochodzących z teleskopu kosmicznego Gaia. Po jej odkryciu astronomowie postanowili wykonać jej analizę spektroskopową za pomocą Kosmicznego Teleskopu Herschel. Analizując widmo emitowanego przez nią promieniowania, badacze ustalili skład chemiczny atmosfery gwiazdy i z zaskoczeniem dostrzegli nietypowo wysoką zawartość węgla.
Białe karły są pozostałościami po gwiazdach podobnych do Słońca, które wypaliły już swoje paliwo i odrzuciły wszystkie zewnętrzne warstwy. Większość białych karłów ma masę około 0,6 masy Słońca, ale ten konkretny ma masę 1,14 masy słońca, czyli niemal dwukrotnie wyższą. Pomimo masy wyższej od masy Słońca, biały karzeł ma rozmiary zaledwie 2/3 Ziemi.
Wiek białych karłów także stanowi wskazówkę. Starsze gwiazdy okrążają centrum Drogi Mlecznej szybciej niż młode, a ten obiekt porusza się szybciej niż 99% innych białych karłów w jego otoczeniu. Oznacza to, że jest on starszy, niż na to wygląda.
Mamy skład chemiczny, którego nie jesteśmy w stanie wyjaśnić za pomocą naszej wiedzy o ewolucji gwiazd, masę dwukrotnie wyższą od przeciętnej i wiek kinematyczny bardziej zaawansowany niż to co nam wychodzi z tempa chłodzenia gwiazdy. Wiemy dość dobrze jak powstaje biały karzeł, i to się nijak nie zgadza z obserwacjami tego obiektu. Jedynym wyjaśnieniem jest złączeniem dwóch białych karłów.
Zgodnie z teorią, gdy w układzie podwójnym składającym się z dwóch gwiazd podobnych do Słońca, jedna z nich przechodzi w stadium czerwonego olbrzyma, niejako pochłania drugą, która teraz krąży w jej wnętrzu i stopniowo odległość między środkami obu gwiazd maleje. To samo się dzieje później, gdy druga z gwiazd zaczyna rosnąć i pochłania swoją towarzyszkę. Na przestrzeni miliardów lat cały układ emituje fale grawitacyjne, jednocześnie zacieśniając orbitę obu obiektów wokół wspólnego środka masy. W pewnym momencie białe karły łączą się ze sobą w jeden masywny obiekt.
Większość takich połączeń dwóch gwiazd zachodzi w naszej galaktyce między gwiazdami o bardzo różnych masach. W tym przypadku wydaje się jednak, że doszło do połączenia dwóch gwiazd o niemal identycznej masie. Co więcej, istnieje teoretyczny limit maksymalnej masy, jaką może osiągnąć biały karzeł - to 1,4 masy Słońca. Jeżeli obiekt przekroczy tę masę, eksploduje jako supernowa. Omawiany tutaj obiekt znajduje się bardzo blisko tej granicy.
Ponieważ w procesie łączenia dwóch białych karłów, proces ich chłodzenia rozpoczyna się od nowa, ciężko określić wiek tego obiektu. Choć do złączenia doszło ok. 1,3 mld lat temu, to dwa składniki, które uległy złączeniu mogły istnieć miliardy lat wcześniej.