Niedawne obserwacje stawiają czoło konwencji, i ukazują nam prywatne życie białych karłów w innym świetle. Tak niekarłowatego karła dawno nie widziano…

Danych dostarczyło specjalizujące się w badaniach w zakresie promieniowania rentgenowskiego obserwatorium orbitalne Suzaku operowane wspólnie przez Japońską Agencję Kosmiczną (JAXA – Japan Aerospace Exploration Agency) i NASA. O jego umieszczeniu na orbicie Japońskie obserwatorium na orbicie “>pisaliśmy w 2005 roku.

Nasze dotychczasowe ogólne pojęcie na temat białych karłów obejmowało gwiazdy, które straciwszy swe zewnętrzne powłoki odsłaniają gorące jądro które ostatecznie powoli wystudza swój pierwotny żar.

W przypadku białego karła AE Aquarii jest inaczej.

AE Aquarii wysyła dawki wysokoenergetycznego promieniowania, w zakresie twardych promieni X. Dzieje się tak na skutek jego szybkiego obrotu dookoła własnej osi, podobnie jak w przypadku pulsarów. Jak przypomina Koji Mukai z NASA Goddard Space Flight Center: “Podobne zachowanie gwiazdy obserwujemy w M1 – Mgławicy Krab, gdzie znajduje się pulsar – pozostałość po supernowej z 1054 roku, tylko że w tym przypadku rotującą gwiazdą jest nie setki razy mniejszy pulsar, a biały karzeł”. Pulsary są bardzo szybko rotującymi gwiazdami neutronowymi; gwiazdami, w których materia została ściśnięta jeszcze bardziej niż w białych karłach, do gęstości jądra atomowego.

Artystyczne wyobrażenie sondy Suzaku.

Zarówno gwiazdy neutronowe, jak i białe karły są końcowym etapem życia gwiazdy. To, która z nich powstanie z umierającej gwiazdy, w którą formę ulegną przekształceniu jej ostatnie fragmenty, zależy głównie od jej masy.

Gwiazda o masie porównywalnej z masą Słońca w pewnym stadium swej ewolucji spuchnie do rozmiarów czerwonego olbrzyma, i odrzuci swe zewnętrzne powłoki. Jądro ulegnie kontrakcji grawitacyjnej, czyli ulegnie skurczeniu, skupiając masę Słońca w kuli o objętości Ziemi. Przez miliardy lat jądro, nie ogrzewane reakcjami termojądrowymi będzie stygło, ostatecznie stając się prawie niewidzialnym czarnym karłem.

Gwiazda neutronowa, którą można w uproszczony sposób opisać jako zapadnięte jądro pozostałe z gwiazdy która wybuchła jako supernowa, powstaje oczywiście z masywniejszej gwiazdy. Chociaż biały karzeł jak na ziemskie standardy już jest bardzo gęsty, to gwiazda neutronowa wciskając około 1,3 masy Słońca w kulę o promieniu około 10 km, bije wszelkie rekordy. Niektóre z nich rotują na tyle szybko, że dokonują obrotu w mniej niż sekundę.

Opisywany biały karzeł ma silne pole magnetyczne i wykonuje jeden obrót dookoła własnej osi raz na 33 sekund. Tak więc jak na standardy pulsarów jest to zdecydowanie wolno, ale nie zapominajmy, że mowa o gwieździe wielokroć większej. Obiega ona normalną gwiazdę, typu widmowego K, z której przez niewielką odległość spada na białego karła targana siłami grawitacji materia. Zderzając się z jego powierzchnią gaz się nagrzewa, emitując charakterystyczne dla takich układów miękkie promienie X. Dzięki Suzaku wykryto także twarde promienie X, które po obliczeniach dopasowano do okresu obrotu równemu 33 sekundom.

Twarde promienie X mają wyższą energię niż miękkie promienie X, ponieważ powstają w odmiennym procesie. Tak jak w Mgławicy Krab czy opisywanym układzie, silne pole magnetyczne gwiazdy kontroluje kierunek wyrzucanych strug wysokoenergetycznych cząstek, rozpędzanych przez pole do prędkości podświetlnych. Cząstki oddziałując z polem emitują promienie X.

Według Terady AE Aquarii jest odpowiednikiem pulsara w świecie białych karłów.

Satelita Suzaku od 2005 roku przyczynia się do lepszego zrozumienia Wszechświata dzięki obserwacjom w zakresie rentgenowskim, i jest już piątym w serii Japońskich satelitów przeznaczonych do obserwacji w tym paśmie… Jeśli ktoś pragnie odnaleźć na mapce nieba, ten ciekawy opisywany układ gwiazd podajemy dokładne współrzędne równikowe: 20h40m09.07s,-00d52m16.3s (J2000).

Autor

Krzysztof Suberlak