Tajemnicza fala uderzeniowa wokół martwej gwiazdy
Astronomowie z Durham University odkryli niezwykłą i jak dotąd niewyjaśnioną falę uderzeniową otaczającą martwą gwiazdę. To zjawisko, niespotykane w dotychczasowych obserwacjach, zaobserwowano wokół białego karła RXJ0528+2838 – pozostałości po gwieździe o niewielkiej masie, oddalonej od Ziemi o około 730 lat świetlnych.
RXJ0528+2838 krąży w układzie podwójnym wokół gwiazdy towarzyszącej. W takich systemach materia z gwiazdy towarzyszącej zwykle opada na białego karła, zasilając go i prowadząc do powstawania silnych wypływów materii. W sprzyjających warunkach strumienie gazu i pyłu mogą zderzać się z otoczeniem, tworząc falę uderzeniową lub rozległą mgławicę.
W tym przypadku sytuacja jest jednak wyjątkowa. RXJ0528+2838 nie wykazuje żadnych oznak istnienia dysku akrecyjnego – struktury, która zazwyczaj odpowiada za takie zjawiska. Mimo to biały karzeł otoczony jest ogromną falą uderzeniową w kształcie łuku, rozciągającą się na odległość około 3800 razy większą niż dystans między Ziemią a Słońcem. Źródło energii napędzającej tę strukturę pozostaje nieznane.
Zdaniem uczelni odkrycie podważa obowiązujące modele opisujące interakcje martwych gwiazd z otaczającym je środowiskiem oraz ich długoterminową ewolucję. Niewyjaśniona „utrata energii” może mieć również istotne konsekwencje dla naszego rozumienia ewolucji układów podwójnych par gwiazd związanych grawitacyjnie i orbitujących wokół wspólnego środka masy w skali kosmicznej.
RXJ0528+2838 należy do rzadkiej klasy tzw. polarnych białych karłów. W przeciwieństwie do większości akreujących białych karłów, obiekty te nie gromadzą materii w dysku, ponieważ silne pole magnetyczne kieruje napływający gaz bezpośrednio na powierzchnię gwiazdy. Bez dysku astronomowie nie spodziewaliby się obecności fali uderzeniowej ani mgławicy.
Obiekt został po raz pierwszy zauważony przez studenta ostatniego roku fizyki podczas projektu poświęconego poszukiwaniom pozostałości po wybuchach gwiazd, znanych jako powłoki nowych. Dalsze analizy wykazały jednak, że charakterystyczny „ogon” struktury wyklucza jej interpretację jako pozostałości po takiej eksplozji.
Aby zbadać obiekt bardziej szczegółowo, zespół uzyskał czas obserwacyjny na instrumencie MUSE zamontowanym na Very Large Telescope (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Pozwoliło to na precyzyjne zmapowanie fali uderzeniowej oraz analizę jej składu chemicznego i dynamiki.
Rozmiar i kształt fali uderzeniowej wskazują, że biały karzeł musiał być napędzany przez potężny wypływ materii przez co najmniej tysiąc lat. Analiza potwierdziła obecność silnego pola magnetycznego, które kieruje napływający materiał bez tworzenia dysku.
Choć pole magnetyczne może częściowo przyczyniać się do zasilania fali uderzeniowej, dostępne pomiary nie są w stanie wyjaśnić ani jej ogromnych rozmiarów, ani długotrwałości. Dane sugerują, że obecna siła pola magnetycznego wystarczyłaby jedynie do podtrzymania fali uderzeniowej przez kilkaset lat – znacznie krócej, niż wskazują obserwacje.
Zdaniem zespołu musi więc istnieć dodatkowe, jak dotąd nieznane źródło energii. Naukowcy prowadzą obecnie poszukiwania podobnych układów w innych rejonach Drogi Mlecznej.
Źródło: Durham University
Czytaj też: Szwecja przyspiesza plany. Kupi od razu 10 satelitów obserwacyjnych
Grafika tytułowa: Patrick Boucher / Unsplash
