Astronomii ruși și străini au descoperit o stea „carbonică” extrem de neobișnuită în constelația Cassiopeia, care a apărut în urmă cu câteva zeci de mii de ani ca urmare a fuziunii unor mari pitici albi. În viitorul apropiat, va exploda și se va transforma într-un pulsar, potrivit unui articol din revista Nature Astronomy.
Piticele albe sunt rămășițele vechilor stele „arse” de masă mică, lipsite de propriile surse de energie. Piticele albe apar în stadiul final al evoluției stelelor cu o masă care nu depășește masa solară de mai mult de 10 ori. În cele din urmă, steaua noastră se va transforma și într-o pitică albă.
Astrofizicienii sunt interesați de astfel de „stele moarte” din mai multe motive. În primul rând, sunt progenitorii supernovelor de tip I, care permit estimări foarte precise ale distanțelor în spațiu. În al doilea rând, ele constau în materie exdensă exotică, proprietățile și structura cărora oamenii de știință încă nu au înțeles pe deplin.
Răspunsul la această întrebare este important, deoarece determină ce ar trebui să se întâmple atunci când piticile albe se contopesc. Acum, oamenii de știință cred că dacă masa combinată a două lumini învechite depășește așa-numita limită Chandrasekhar, care este de 1,4 ori mai mare decât Soarele, atunci produsul fuziunii lor devine instabil și se transformă într-un alt tip de obiect.
În funcție de viteză și alți parametri ai fuziunii, acest proces poate genera atât o explozie termonucleară puternică, o explozie de supernova de tip I, fie conduce la formarea unei stele de neutroni.
Multă vreme, oamenii de știință au considerat că fuziunea tuturor piticilor albi mari, a căror masă depășește semnificativ limita Chandrasekhar, este aproape garantată să se încheie într-o explozie de supernova. Credința în această idee a fost spulberată în 2003, când astronomi din Statele Unite și Canada au înregistrat un fulger extrem de neobișnuit pe cer. Avea toate caracteristicile unei supernove de primul tip, dar în același timp a fost generată de un obiect a cărui masă depășea masa solară cel puțin de două ori.
Descoperirea ei a provocat o mulțime de controverse, deoarece teoriile care existau la acea vreme nu puteau explica nici mecanismul nașterii sale, cât și existența unei asemenea izbucniri contrazic ideea bine stabilită că toate supernovele de primul tip au aceeași putere și alte proprietăți legate de limita Chandrasekhar.
Gvaramadze și colegii săi au descoperit o stea extrem de neobișnuită, a cărei existență susține una dintre explicațiile despre cum a izbucnit 2003 și s-ar fi putut produce mai multe alte supernove anomalice puternice înregistrate în anii următori.
Video promotional:
Inițial, după cum explică astronomii, aceștia nu căutau nu pitici albe și urme ale coliziunilor lor, ci pentru nebuloase care apar în vecinătatea unor stele mari în vârstă în ultimele etape ale vieții lor. Pentru a face acest lucru, oamenii de știință au studiat imagini ale cerului nocturn, luate de telescopul cu orbită infraroșie WISE și alte observatorii de acest tip.
Atenția lor a fost atrasă de o mică nebuloasă J005311, situată la aproximativ 10 mii de ani distanță de noi, în direcția constelației Cassiopeia. Când Gvaramadze și echipa sa au încercat să găsească vedeta părinte folosind telescopul BTA la Observatorul Astrofizic Special din Nizhny Arkhyz, au fost pentru o surpriză.
În centrul acestei nebuloase trăia o stea extrem de neobișnuită, asemănătoare exterioară cu așa-numitele stele Wolf-Rayet, cele mai neliniștite și de scurtă durată ale stelelor din univers. Ca și presupușii săi „veri”, steaua din centrul J005311 a fost incredibil de fierbinte - temperatura suprafeței sale a depășit 200 de mii de Kelvin. În același timp, a aruncat cantități uriașe de gaz în mediu, accelerând-o la 16 mii de kilometri pe secundă, adică 5% din viteza luminii.
Pe de altă parte, era de aproximativ patru ori mai slab decât chiar și cele mai modeste stele Wolf-Rayet, dar spectrul său era complet diferit de chiar și cele mai active forme ale unor astfel de stele. În plus, interiorul său era aproape în întregime compus din două elemente - oxigen și carbon, în timp ce hidrogenul și heliul erau complet absente în interiorul J005311 și în giulgiul său de gaz.
Aceste inconsistențe i-au făcut pe oamenii de știință să se întrebe cum a apărut un astfel de obiect. Referindu-se la celebra diagramă Hertzsprung-Russell, astronomii ruși și străini au observat că stelele formate ca urmare a fuziunii unor pitici albi mari ar trebui să aibă proprietăți similare.
Teoreticienii, după cum observă cercetătorii, au prezis de mult existența unor astfel de obiecte, a căror masă este vizibil mai mare decât limita Chandrasekhar, dar până acum nimeni nu le-a găsit.
Așa cum arată aceste calcule, astfel de obiecte supraeficiente se pot forma dacă intestinele piticilor albe sunt încălzite suficient de rapid în timpul fuziunii lor. În acest caz, carbonul va avea timp să se „aprindă” în intestinele noii stele chiar înainte de a fi puternic comprimat.
Acest lucru va opri explozia termonucleară, va crea o mică nebuloasă de oxigen incandescent și neon, iar în interiorul ei va apărea un obiect unic superhot, care va trăi câteva zeci de mii de ani. După ce steaua „renăscută” și-a epuizat toate rezervele de carbon și oxigen, ea se va contracta și mai mult, ceea ce duce la nașterea unei supernovele slabe și a unei stele mici de neutroni.
După cum arată calculele lui Gvaramadze și ale colegilor săi, acest lucru ar trebui să se întâmple în viitorul foarte apropiat. J005311 are acum aproximativ 16 mii de ani, ceea ce înseamnă că se află în ultimele etape ale „noii sale vieți”. Este posibil ca umanitatea să fie martoră la acest eveniment important, concluzionează oamenii de știință.
