Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomové objevili bílého trpaslíka, který je rekordní hned ve dvou ohledech, a to poměrně paradoxně: je současně nejhmotnější i nejmenší.
Ilaria Caiazzo z Caltechu, hlavní autorka nové práce, uvádí, že objekt má velikost Měsíce, do této velikosti se ale stihla nahustit hmotnost větší, než má Slunce. „Zdá se to neintuitivní, ale menší bílí trpaslíci mohou být hmotnější. Je to způsobeno tím, že bílým trpaslíkům chybí jaderné hoření, které udržuje normální hvězdy před smrštěním v důsledku jejich vlastní gravitace, a jejich velikost je místo toho regulována kvantovou mechanikou,“ uvádí I. Caiazzo.
Bílí trpaslíci jsou zhroucené pozůstatky hvězd do hmotnosti asi 8 Sluncí. I naše Slunce poté, co se za přibližně 5 miliard let nejprve změní na červeného obra, nakonec odhodí své vnější vrstvy a smrští se do kompaktního bílého trpaslíka. Jako bílý trpaslíci skončí asi 97 % všech hvězd.
Mnoho hvězd kolem sebe ale obíhá v párech. Nejpravděpodobnějším osudem dvojhvězdy je pak to, že se změní ve dvojici bílých trpaslíků. Nový objev ukazuje, co se může dít dál. Dva bílí trpaslíci kolem sebe spirálovitě obíhají a přitom ztrácejí energii vyzařováním gravitačních vln. Nakonec se srazí. Pokud je po splynutí obou hvězd překročena kritická hmotnost, následuje výbuch supernovy typu Ia a vznikne neutronová hvězda, eventuálně černá díra. V opačném případě vznikne nový, i tak ale dost těžký bílý trpaslík. Přitom také dojde ke zvýšení magnetického pole hvězdy a zvýší se její rotace.
Nově objevený malý bílý trpaslík, pojmenovaný ZTF J1901+1458, spadá podle astronomů do druhé skupiny; původní dvě hvězdy se spojily a vytvořily bílého trpaslíka o hmotnosti 1,35krát hmotnější než naše Slunce a jen o něco větší než Měsíc (průměr 4 300 km, Měsíc má 3 500). Tento bílý trpaslík má extrémní magnetické pole téměř miliardkrát silnější než Slunce. Kolem své osy se otáčí za 7 minut, tedy celkem zběsile (vůbec nejrychleji rotující známý bílý trpaslík EPIC 228939929 se otočí za 5,3 minuty).
Otázkou je ovšem stabilita celého objektu. Samotné spojení hvězd nevedlo ke vzniku supernovy, je ale možné, že objekt se nakonec zhroutí do neutronové hvězdy i bez toho. Hvězda je totiž tak hmotná a hustá, že v jejím jádře dochází k zachycování elektronů protony za vzniku neutronů. Protože právě tlak elektronů udržuje hvězdu proti gravitační síle, pokud dostatečné množství elektronů zmizí reakcí s protony, hvězda se zhroutí.
Je-li tato hypotéza správná, značná část neutronových hvězd může vznikat právě tímto způsobem.
Bílý trpaslík ZTF J1901+1458 se od nás nachází ve vzdálenosti 130 světelných let a jeho stáří nebude větší než 100 milionů let. Autoři nové studie tvrdí, že objekty tohoto typu se mohou v naší galaxii vyskytovat častěji.
Caiazzo, I. et al, A highly magnetized and rapidly rotating white dwarf as small as the Moon, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03615-y
Zdroj: W. M. Keck Observatory / Phys.org
