Russiske og udenlandske astronomer har opdaget en ekstremt usædvanlig "kulstof" -stjerne i stjernebilledet Cassiopeia, som opstod for flere titusinder af år siden som et resultat af fusionen af store hvide dværge. I den nærmeste fremtid vil det eksplodere og blive til en pulsar, ifølge en artikel i tidsskriftet Nature Astronomy.
Hvide dværge er resterne af gamle "udbrændte" stjerner med lille masse, blottet for deres egne energikilder. Hvide dværge vises på det sidste trin i udviklingen af stjerner med en masse, der ikke overstiger solmassen med mere end 10 gange. I sidste ende vil vores stjerne også blive en hvid dværg.
Astrofysikere er interesseret i sådanne "døde stjerner" af flere grunde. For det første er de forfædre af supernovaer af type I, som tillader meget nøjagtige skøn over afstande i rummet. For det andet består de af eksotisk superdense stof, hvis egenskaber og struktur som forskere endnu ikke har forstået endnu.
Svaret på dette spørgsmål er vigtigt, fordi det bestemmer, hvad der skal ske, når hvide dværge smelter sammen. Nu mener forskere, at hvis den samlede masse af to aldrede armaturer overstiger den såkaldte Chandrasekhar-grænse, der er 1,4 gange solens masse, så bliver produktet af deres fusion ustabilt og bliver til en anden type objekt.
Afhængig af fusionens hastighed og andre parametre kan denne proces generere både en kraftig termonuklear eksplosion, en supernova af den første type og føre til dannelse af en neutronstjerne.
I lang tid troede forskere, at fusionen af alle store hvide dværge, hvis masse væsentligt overstiger Chandrasekhar-grænsen, næsten garanteres at ende i en supernova-eksplosion. Troen på denne idé blev knust i 2003, da astronomer fra De Forenede Stater og Canada registrerede en ekstremt usædvanlig blitz på himlen. Det havde alle træk ved en supernova af den første type, men på samme tid blev den genereret af et objekt, hvis masse overskred solmassen mindst to gange.
Dens opdagelse forårsagede en masse kontrovers, da teorier, der eksisterede på det tidspunkt, ikke kunne forklare mekanismen for dens fødsel, og selve eksistensen af et sådant udbrud modsatte sig den veletablerede idé om, at alle supernovaer af den første type har den samme magt og andre egenskaber bundet til Chandrasekhar-grænsen.
Gvaramadze og hans kolleger har opdaget en meget usædvanlig stjerne, hvis eksistens understøtter en af forklaringerne på, hvordan 2003 sprang, og adskillige andre anomalt kraftfulde supernovaer, der blev optaget i de følgende år, kunne have fundet sted.
Salgsfremmende video:
Som astronomer forklarede oprindeligt, ledte de ikke efter hvide dværge og spor efter deres kollisioner, men efter tåger, der vises i nærheden af store ældre stjerner i de sidste faser af deres liv. For at gøre dette studerede forskere billeder af nattehimmelen taget af WISE-infrarødt kredsløbskikkert og andre observatorier af denne type.
Deres opmærksomhed blev tiltrukket af en lille tåge J005311, der ligger omkring 10 tusinde år væk fra os i retning af stjernebilledet Cassiopeia. Da Gvaramadze og hans team forsøgte at finde den overordnede stjerne ved hjælp af BTA-teleskopet i det specielle astrofysiske observatorium i Nizhny Arkhyz, var de i en overraskelse.
I midten af denne tåge boede en ekstremt usædvanlig stjerne, udad svarende til de såkaldte Wolf-Rayet-stjerner, de mest urolige og kortvarige stjerner i universet. Som dens påståede "fætre" var stjernen i centrum af J005311 utroligt varm - dens overfladetemperatur overskred 200.000 Kelvin. Samtidig kastede hun enorme mængder gas ud i miljøet og accelererede den til 16 tusind kilometer i sekundet, eller 5% af lysets hastighed.
På den anden side var det omkring fire gange svagere end endda de mest beskedne Wolf-Rayet-stjerner, men dens spektrum var helt anderledes end selv de mest aktive former for sådanne stjerner. Derudover var dets indre næsten udelukkende sammensat af to elementer - ilt og kulstof, og brint og helium var helt fraværende i det indre af J005311 og i dets gashylster.
Disse uoverensstemmelser fik forskere til at undre sig over, hvordan en sådan genstand opstod. Under henvisning til det berømte Hertzsprung-Russell-diagram bemærkede russiske og udenlandske astronomer, at stjerner dannet som et resultat af fusionen af store hvide dverge skulle have lignende egenskaber.
Teoretikere har, som forskerne bemærker, længe forudsagt eksistensen af sådanne genstande, hvis masse er mærkbart højere end Chandrasekhar-grænsen, men indtil nu har ingen fundet dem.
Som det fremgår af disse beregninger, kan sådanne superheavy genstande dannes, hvis tarmen af hvide dværge opvarmes hurtigt nok under deres fusion. I dette tilfælde har kulstof tid til at "antænde" i tarmene i den nye stjerne, også før den er kraftigt komprimeret.
Dette vil stoppe den termonukleære eksplosion, skabe en lille tåge med glødende ilt og neon, og inde i det vises et unikt superhot-objekt, der lever i flere titusinder af år. Efter at den "genfødte" stjerne har udtømt alle sine reserver af kulstof og ilt, vil den trekke sig sammen endnu mere, hvilket fører til fødslen af en svag supernova og en lille neutronstjerne.
Som beregningerne af Gvaramadze og hans kolleger viser, skulle dette ske inden for en meget nær fremtid. J005311 er nu omkring 16 tusind år gammel, hvilket betyder, at den er i de sidste faser af sit "nye liv". Det er muligt, at menneskeheden vil være vidne til denne store begivenhed, konkluderer forskere.
