Nový výskum zameraný na biele trpaslíky, známe aj ako mŕtve hviezdy, prináša prelomové poznatky o tom, ako teplota ovplyvňuje ich veľkosť a hustotu. Výsledky ukazujú, že horúce biele trpaslíky majú vo všeobecnosti väčší priemer ako ich chladnejšie náprotivky, aj keď majú rovnakú hmotnosť. Tento objav by mohol poskytnúť cenné informácie nielen o fyzike extrémnych podmienok, ale aj o tajomstvách temnej hmoty.

Biele trpaslíky sú poslednou fázou života hviezd podobných Slnku. Keď im dôjde vodík na fúziu v jadre, zrúti sa ich vonkajší obal a zanechá za sebou veľmi husté jadro, ktorého materiál je taký koncentrovaný, že lyžička tejto hmoty by vážila viac ako tonu. Ich gravitácia je stokrát silnejšia než na Zemi, čo spôsobuje, že biele trpaslíky majú nezvyčajné fyzikálne vlastnosti. Tento nový výskum, zahŕňajúci analýzu 26 000 bielych trpaslíkov, priniesol dôležité zistenia o vplyve teploty na ich veľkosť a štruktúru. Na tému poukázal portál Interesting Engineering.

Teplota ako kľúčový faktor

Vedci porovnávali horúce a chladné biele trpaslíky a objavili jasné rozdiely. Horúce biele trpaslíky majú väčší polomer a nižšiu povrchovú gravitáciu než chladnejšie objekty s rovnakou hmotnosťou. Gravitačný červený posun svetla smerom k červenému koncu spektra, spôsobený silnou gravitáciou, bol výraznejší pri teplejších hviezdach.

ScreenShot/ Chandra X-ray Observatory/ YouTube

Tento jav vedci pripisujú účinkom teplotných variácií v plynových vrstvách na povrchu bielych trpaslíkov, ktoré im umožňujú vyzerať nafúknutejšie. Štúdia tiež odhaľuje, ako si biele trpaslíky dokážu udržať stabilitu miliardy rokov po vyčerpaní všetkého paliva. Kvantový jav zabraňuje, aby sa hmota úplne zrútila pod vplyvom gravitačnej sily. Vonkajšie vrstvy plynu pôsobia ako regulátor veľkosti a zabezpečujú rovnováhu medzi gravitáciou a expanznou silou spôsobenou teplom.

Tento výskum prináša aj nové perspektívy pre štúdium temnej hmoty, záhadného komponentu vesmíru, ktorý sa neprejavuje žiadnou elektromagnetickou interakciou, no ovplyvňuje gravitáciu. Vedci tvrdia, že ak by boli dva biele trpaslíky v oblasti vysokej koncentrácie temnej hmoty, ich štruktúra by bola rovnakým spôsobom ovplyvnená. Táto súvislosť môže slúžiť ako model na odhaľovanie prítomnosti temnej hmoty v rôznych častiach vesmíru.

Melissa Weiss, CfA

Čo nás čaká ďalej?

Budúci výskum sa zameria na chemické zloženie bielych trpaslíkov rôznych hmotností, skúmanie vplyvu temnej hmoty na stabilitu a štruktúru týchto hviezd. Ako uviedla spoluautorka štúdie, Nicole Crumpler z Johns Hopkins University:

„Biele trpaslíky sú jedny z najlepšie charakterizovaných objektov vo vesmíre a sú ideálnymi laboratóriami na testovanie nových teórií a základných fyzikálnych princípov.“