Odkryto gwiazdę, która jest jednocześnie najmniejszym i najmasywniejszym białym karłem

Kto by pomyślał, że gwiazda pod względem rozmiarów porównywalna do Księżyca może charakteryzować się masą większą niż masa Słońca. Właśnie taką gwiazdą jest niedawno odkryty przez astronomów pewien biały karzeł – ZTF J1901+1458. ZTF J1901+1458 bije aż dwa rekordy – to jednocześnie najmniejszy i najmasywniejszy znany biały karzeł.

Gwiezdne pozostałości

Gdy gwiazda o określonej masie „umiera”, dosłownie pęcznieje, zamieniając się w czerwonego olbrzyma, a następnie zaczyna zrzucać swoje zewnętrze warstwy – aż nie pozostanie nic poza gęstym jądrem. Jako że w tym jądrze nie zachodzi już fuzja jądrowa, ciśnienie w jego wnętrzu spada, co sprawia, że obiekt w końcu zapada się pod własnym ciężarem, osiągając ogromną gęstość. Właśnie w ten sposób powstaje tak zwany biały karzeł.

Białe karły są znacznie mniejsze niż inne gwiazdy – ich średnica wynosi zwykle od 0,8 do 2% średnicy Słońca(od 5500 kilometrów do 14 000 kilometrów). Charakteryzują się za to wspomnianą ogromną gęstością i dużą masą. Szacowane masy białych karłów mieszczą się w zakresie od 0,17 do 1,33 masy Słońca. To powiedziawszy, masa zdecydowanej większości białych karłów wynosi od 0,5 do 0,7 masy Słońca.

Biały karzeł rekordzista

ZTF J1901+1458, czyli nowo odkryty biały karzeł, dla porównania posiada średnicę o długości zaledwie 4300 kilometrów. Pod tym względem bliżej mu zatem do Księżyca niż do Ziemi. Jego masa to natomiast około 1,35 masy Słońca.

Biały karzeł ZTF J1901+1458 jest niewiele większy niż Księżyc. | Źródło: Giuseppe Parisi

Zdaniem astronomów omawiany biały karzeł prawdopodobnie powstał za sprawą połączenia się dwóch mniejszych. Wskazuje na to nie tylko jego masa, ale także szczególnie silne pole magnetyczne – niemal miliard razy silniejsze niż pole magnetyczne Słońca – i wysoka prędkość obrotu. ZTF J1901+1458 wykonuje pełen obrót wokół własnej osi w tylko siedem minut.

Z białego karła w gwiazdę neutronową

Masa ZTF J1901+1458 jest bardzo blisko tak zwanej Granicy Chandrasekhara. Jest to teoretycznie maksymalna masa białego karła i wynosi 1,44 masy Słońca. Jeśli biały karzeł przekroczy tę granicę, powinien wybuchnąć jako supernowa typu I. Co jednak ciekawe, zdaniem badaczy ZTF J1901+1458 może czekać inny los – zapadnięcie się w gwiazdę neutronową.

„To wysoce spekulacyjne, ale możliwe, że ten biały karzeł jest wystarczająco masywny, by zapaść się w gwiazdę neutronową.”, powiedziała Ilaria Caiazzo, główna autorka pracy poświęconej gwieździe. „Jest on tak masywny i gęsty, że w jego jądrze elektrony są wychwytywane przez protony w jądrach atomów, tworząc neutrony. Dlatego że ciśnienie elektronów przeciwstawia się sile grawitacji , utrzymując gwiazdę w stanie nienaruszonym, jądro zapadnie się, jeżeli wystarczająca liczba jego elektronów zniknie.”

Jeśli astronomowie mają rację, być może gwiazdy neutronowe powstają w opisany sposób dość regularnie. Istnieje szansa, że przyszłe obserwacje i badania pozwolą to sprawdzić.

Źródło: Caltech, fot. tyt. Giuseppe Parisi