Astronomowie zaobserwowali białego karła – bardzo zwarty żar gwiazdowy wielkości Ziemi – który przemieszczając się w przestrzeni tworzy kolorową falę uderzeniową, zmuszając ich do poszukiwania wyjaśnienia.
Silnie namagnesowany biały karzeł jest związany grawitacyjnie z inną gwiazdą w tak zwanym układzie podwójnym. Biały karzeł wysysa gaz ze swojego towarzysza, gdy oba krążą blisko siebie. System znajduje się w Drodze Mlecznej, około 730 lat świetlnych od Ziemi – stosunkowo blisko w kategoriach kosmicznych – w gwiazdozbiorze Woźnicy.
Rok świetlny to odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,5 biliona km.
Falę uderzeniową – a dokładniej szok łukowy – wywołaną przez białego karła zaobserwowano za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu Very Large Telescope znajdującego się w Chile w Europejskim Obserwatorium Południowym. Na opublikowanym przez naukowców zdjęciu widać falę uderzeniową świecącą różnymi kolorami, powstałą w wyniku zderzenia materii wypływającej z białego karła z gazem międzygwiazdowym.
„Fala uderzeniowa powstaje, gdy szybko poruszająca się materia wpada w otaczający gaz, nagle ją ściskając i podgrzewając. Wstrząs łukowy to zakrzywiony front uderzeniowy, który tworzy się, gdy obiekt porusza się szybko w przestrzeni, podobnie jak fala przed łodzią poruszającą się po wodzie” – powiedziała astrofizyk Simone Scaringi z Uniwersytetu w Durham w Anglii, współautorka badania opublikowanego w poniedziałek w czasopiśmie Nature Astronomy.
„Kolory pochodzą od gazu międzygwiazdowego, który jest podgrzewany i wzbudzany w wyniku szoku. Różne pierwiastki chemiczne świecą w określonych kolorach, gdy tak się dzieje” – dodał Scaringi.
W tej fali uderzeniowej czerwony odcień reprezentował wodór, zielony azot, a niebieski reprezentował tlen znajdujący się w przestrzeni międzygwiazdowej.
Zaobserwowano, że kilka innych białych karłów tworzy fale uderzeniowe. Ale wszystkie były otoczone dyskami gazu wyssanego z partnera binarnego. Chociaż ten biały karzeł wysysa gaz ze swojego towarzysza, nie posiada takiego dysku i z nieznanych powodów uwalnia gaz w przestrzeń kosmiczną.
Białe karły należą do najbardziej zwartych obiektów we wszechświecie, chociaż nie są tak gęste jak czarne dziury.
Wydaje się, że gwiazdy o masie do ośmiu mas Słońca mają zostać białymi karłami. W końcu spalają cały wodór, którego używają jako paliwa. Grawitacja powoduje następnie ich zapadnięcie się i zdmuchnięcie zewnętrznych warstw w stadium „czerwonego olbrzyma”, ostatecznie pozostawiając zwarte jądro – białego karła.
„Jest mnóstwo białych karłów, ponieważ są to najczęstsze punkty końcowe ewolucji gwiazd” – powiedział Scaringi.
Wydaje się, że Słońcu skazane jest na zakończenie swojego istnienia jako biały karzeł za miliardy lat.
Ten biały karzeł ma masę porównywalną do masy Słońca zawartego w ciele nieco większym od Ziemi. Jej towarzyszem podwójnym jest rodzaj gwiazdy o małej masie, zwany czerwonym karłem, o masie około jednej dziesiątej masy Słońca i tysiące razy słabszej. Okrąża białego karła co 80 minut, przy czym oba karły są bardzo blisko siebie – w przybliżeniu w odległości między Księżycem a Ziemią.
Siła grawitacyjna białego karła ściąga gaz z czerwonego karła. Ta wyssana materia jest wciągana do białego karła wzdłuż jego silnego pola magnetycznego, ostatecznie lądując na jego biegunach magnetycznych. Chociaż proces ten uwalnia energię i promieniowanie, nie może wyjaśnić wypływu materiału potrzebnego do wytworzenia obserwowanej fali uderzeniowej, powiedział Scaringi.
„Każdy rozważany przez nas mechanizm związany z wypływającym gazem nie wyjaśnia naszych obserwacji i nadal pozostajemy zaintrygowani tym systemem, dlatego ten wynik jest tak interesujący i ekscytujący” – powiedział Scaringi.
„Kształt i długość struktury (fali uderzeniowej) pokazują, że proces ten trwa od co najmniej około 1000 lat, co czyni go zjawiskiem długotrwałym, a nie jednorazowym” – dodał Scaringi.
Naukowcy zwrócili uwagę na estetykę kolorowej fali uderzeniowej.
„Poza nauką jest to uderzające przypomnienie, że przestrzeń nie jest pusta ani statyczna, jak możemy to naiwnie sobie wyobrażać: jest dynamiczna i rzeźbiona przez ruch i energię” – powiedział Scaringi.
