Białe karły to pozostałości po aktywnym i burzliwym życiu gwiazdy. Powoli dryfując, stygną sobie spokojnie w bezmiarze kosmosu. Tymczasem część z nich nie pasuje do tego sielskiego obrazka – zamiast płynąć leniwie przez Drogę Mleczną, mkną tak szybko, że w kilka sekund mogłyby opuścić całą galaktykę.
Odkąd sonda Gaia zaczęła mapować pozycje i ruchy gwiazd, astronomowie odkryli kilka białych karłów poruszających się z prędkościami do 2000 kilometrów na... sekundę. Mówimy o skali, w której lot z Warszawy do Nowego Jorku trwałby dosłownie "momencik". Taki obiekt nie tylko prześciga inne gwiazdy – on ucieka z grawitacyjnego uścisku Drogi Mlecznej. Zjawisko nazwano hiperszybkimi białymi karłami i od początku sprawiało badaczom kłopot. Skąd wzięła się energia zdolna wyrzucić je w tak szalony rejs?
Pierwsze próby wyjaśnienia wskazywały na tzw. scenariusz D6 – podwójną detonację w układzie dwóch karłów. Zakładano, że masywny karzeł eksploduje jako supernowa typu Ia, a towarzysz zostaje ocalony i wyrzucony jak pocisk. Problem w tym, że obserwacje nie pasowały do obliczeń. Wśród problemów zidentyfikowano: zbyt duże prędkości, zbyt rozdęte profile gwiazd, za mało śladów po eksplozji. W fizyce brak zgodności między teorią a danymi oznacza mniej więcej tyle, że coś w obrazie rzeczywistości jest niekompletne.
Zespół Hili Glanz z izraelskiego Technionu spróbował podejść inaczej. Zamiast prostego transferu masy między gwiazdami zasymulowali ich zderzenie i częściowe rozerwanie. Wybrali specyficzny przypadek – hybrydowe białe karły z węglowo-tlenowym rdzeniem otoczonym grubą warstwą helu. W symulacji lżejszy składnik układu został wciągnięty i rozszarpany przez cięższego partnera. Tarcie i kompresja doprowadziły do zapłonu powłoki helowej, a fala uderzeniowa przeszła przez powierzchnię gwiazdy i zogniskowała się po przeciwnej stronie. Tam, w rdzeniu, doszło do drugiej detonacji – tym razem węglowo-tlenowej. Pełnowymiarowa supernowa.
W efekcie takiego zdarzenia jeden z karłów został kompletnie unicestwiony. Drugi – częściowo naruszony, ale wciąż spójny – odfrunął z miejsca zdarzenia z prędkością zgodną z pomiarami Gai. Co więcej, jego powierzchnia pozostała przegrzana i rozdęta, dokładnie tak, jak widzimy u obserwowanych obiektów. Najistotniejsza okazała się nie tyle sama eksplozja, ile energia orbitalna nagromadzona w ostatnich minutach przed katastrofą.
Taka eksplozja nie przypomina klasycznej supernowej typu Ia, która przez tygodnie świeci jak latarnia w kosmosie. Jest słabsza i znika szybciej, natomiast jej resztki rozpraszają się w otoczeniu w ciągu krótkiego czasu. To doskonale tłumaczy brak śladów po eksplozjach w rejonach, gdzie odkryto hiperszybkie karły. Z perspektywy obserwatora wygląda to tak, jakby gwiazda nagle została wyrzucona "tak po prostu"– bez popiołu i bez mgławic w tle.
Supernowe typu Ia są używane przez badaczy w roli swego rodzaju "latarni" – dzięki nim mierzymy rozszerzanie się Wszechświata. Jeśli istnieje wiele ścieżek prowadzących do ich powstawania, trzeba na nowo przyjrzeć się dokładności wynikającej z ich specyfiki. Owe eksplozje są przy okazji kuźniami pierwiastków – w tym żelaza. Historia hiperszybkich karłów jest więc częścią historii materii, z której powstaliśmy.
Czytaj również: Ta planeta miała być przełomowa. No i mamy… klops
Glanz i jej współpracownicy przyznają uczciwie: to dopiero początek. Możliwych scenariuszy powstawania tych zjawisk jest więcej niż jeden – od klasycznych podwójnych detonacji po różne warianty zderzeń i rozszarpywania. Mamy do czynienia z całym "zoo" procesów, a każdy z nich może produkować inny typ supernowej i innego delikwenta wyrzuconego w kosmos. Przyszłe obserwatoria być może "złapią" nam taki moment na żywo. Jeśli tylko nasze hipotezy są prawidłowe, będzie to kwestia czasu.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
