Takto vyzerá vesmírny kanibalizmus: astronómovia ho nikdy predtým nevideli

Vo vesmíre sa bežne odohrávajú dramatické scenáre, no niektoré z nich prepisujú naše predstavy o tom, čo je vôbec možné. Nový objav dvojice hnedých trpaslíkov ukazuje, že aj „neúspešné hviezdy“ dokážu vytvárať extrémne dynamické systémy, ktoré sme doteraz poznali len z oveľa hmotnejších objektov, upozorňuje UniverseToday.

Sú nesmierne blízko

Hnedé trpaslíky predstavujú zvláštnu kategóriu objektov na hranici medzi planétami a hviezdami. Sú hmotnejšie než plynní obri ako Jupiter, no zároveň príliš malé na to, aby v ich jadre prebehla stabilná termonukleárna fúzia vodíka. Práve preto sa im často hovorí „zlyhané hviezdy“.

Ich energia pochádza najmä z kontrakcie a krátkodobej fúzie deutéria, čo znamená, že sú relatívne slabé a v optickom spektre ťažko pozorovateľné. Napriek tomu ich môže byť v našej galaxii obrovské množstvo, potenciálne až desiatky miliárd. Mnohé z nich navyše netvoria osamelé objekty, ale existujú v binárnych systémoch.

Práve jeden takýto systém, označený ako ZTF J1239+8347, sa stal prelomovým objavom. Ide o dvojicu hnedých trpaslíkov, ktoré obiehajú jeden okolo druhého s extrémne krátkou periódou len približne 57 minút. To znamená, že ide o mimoriadne tesnú orbitu, kde gravitačné interakcie dosahujú extrémne hodnoty.

Pozorovania pomocou teleskopov vrátane Swift Observatory odhalili, že medzi týmito dvoma objektmi prebieha stabilný prenos hmoty. Menej hmotný „donor“ stráca materiál, ktorý je gravitačne nasávaný hustejším spoločníkom.

Tento proces je známy ako pretekanie cez Rocheovu medzu. Keď gravitačné pole jedného objektu deformuje druhý natoľko, že jeho vonkajšie vrstvy už nie sú gravitačne viazané, hmota začne prúdiť smerom k partnerovi. V prípade tejto dvojice ide o vôbec prvý pozorovaný prípad takéhoto javu medzi hnedými trpaslíkmi.

Vedci dokonca identifikovali tzv. horúcu škvrnu na povrchu donora, teda oblasť, kde je materiál strhávaný a urýchľovaný smerom k druhému objektu. Táto štruktúra sa pohybuje spolu s orbitálnym pohybom systému, čo potvrdzuje dynamickú povahu prenosu hmoty. Budúcnosť tohto systému môže viesť dvoma smermi, no oba majú spoločný menovateľ, ktorým je vznik skutočnej hviezdy.

Kandidát pre ďalší výskum

Ak bude akreujúci hnedý trpaslík postupne naberať hmotu, môže prekročiť kritickú hranicu potrebnú na spustenie stabilnej fúzie vodíka. V tom momente sa z neho stane plnohodnotná hviezda hlavnej postupnosti, pravdepodobne červený trpaslík.

Alternatívne sa obe telesá môžu postupne priblížiť až do bodu, keď splynú do jedného objektu. Aj v tomto prípade výsledná hmota postačí na zapálenie jadrovej fúzie. V oboch scenároch tak dochádza k dramatickému nárastu svietivosti. Systém, ktorý bol pôvodne takmer neviditeľný, sa môže stať klasickou hviezdou.

Mark Garlick

Doteraz bol prenos hmoty dobre zdokumentovaný najmä pri systémoch, kde biely trpaslík akreuje materiál zo sprievodnej hviezdy. V extrémnych prípadoch to vedie až k supernovám typu Ia. To, že rovnaký mechanizmus funguje aj pri tak nízkych hmotnostiach, výrazne rozširuje naše chápanie astrofyziky binárnych systémov.

Vedci z California Institute of Technology zároveň museli vylúčiť alternatívne vysvetlenia. Zvažovali napríklad, či nejde o neutrónovú hviezdu alebo tzv. kataklyzmickú premennú s bielym trpaslíkom. Tieto scenáre však nesedeli s pozorovanými dátami, najmä kvôli absencii silného röntgenového žiarenia a nesúladu v optickom spektre.

Výsledkom je tak unikátny systém, ktorý môže slúžiť ako prirodzené laboratórium pre štúdium prenosu hmoty v extrémne nízkych hmotnostných režimoch.

Systém sa nachádza relatívne blízko, približne 1 000 svetelných rokov od Zeme, čo z neho robí ideálneho kandidáta na detailnejší výskum. Očakáva sa, že James Webb Space Telescope umožní presnejšie určiť teplotu atmosféry akreujúceho objektu a dokonca analyzovať atmosféru donora.

Čítajte viac z kategórie: Novinky