Odkryto najszybciej obracającego się białego karła. To pierwszy tak dziwny i tajemniczy przypadek

Bartłomiej Pawlak
Astronomowie odkryli właśnie białego karła o okresie rotacji wynoszącym zaledwie 29 sekund. Oznacza to, że gwiazda wykonuje jeden obrót wokół własnej osi w niecałe pół minuty, co jest rekordem dla białych karłów. Zdaniem badaczy to jedna z najdziwniejszych znanych nam gwiazd tego typu we Wszechświecie.
Zobacz wideo NASA zaskoczona. Odkryto zaćmienia starożytnej Gwiazdy Polarnej

Gwiazda ciągu głównego o masie porównywalnej do masy Słońca u schyłku swego życia (czyli po wyczerpaniu zapasów wodoru) radykalnie "puchnie", stając się czerwonym olbrzymem. Po wielu milionach lat gwiazda w końcu odrzuca zewnętrzne warstwy materii i zapada się grawitacyjnie do małego, gorącego obiektu - staje się białym karłem.

Białe karły to gwiazdy dość niesamowite, bo składają się z materii zdegenerowanej. Są zatem niezwykle gęste - przy masie typowej dla gwiazd (zazwyczaj od 0,4 do 4 mas Słońca) mają średnicę zbliżoną do ziemskiej. Aby zobrazować z jak wielkim "upakowaniem" materii mamy do czynienia, dość powiedzieć, że obecnie średnica Słońca to 1 392 680 km, a Ziemi zaledwie 12 742 km. Jak łatwo policzyć, nasza gwiazda jest większa od naszej planety ponad 109 razy.

Co ciekawe, po przemianie w olbrzyma, średnica Słońca wzrośnie jeszcze nawet 200 razy, a gwiazda pochłonie wszystkie planety skaliste, w tym Ziemię i Marsa (ale stanie się to dopiero za ok. 5,4 mld lat).

Odkryto najszybciej rotującego białego karła

Gwiazdy już po przeobrażeniu się w białe karły stygną, zmieniając się ostatecznie w czarne karły. Jest to proces bardzo spokojny i niewyobrażalnie powolny (potrzeba na to tak wiele czasu, że od powstania Wszechświata żaden czarny karzeł jeszcze nie powstał). Znacznie mniej spokojne (a zarazem zdecydowanie ciekawsze) jest jednak życie białych karłów znajdujących się w towarzystwie gwiazd ciągu głównego (czyli takich, jak Słońce).

Naukowcy odkryli właśnie prawdopodobnie najdziwniejszy tego typu układ gwiazd należący do grupy układów kataklizmicznych. Ten konkretny nazwany CTCV J2056-3014 (w skrócie J2056) znajduje się 850 lat świetnych od Słońca i składa się z bardziej masywnego białego karła i mniej masywnej gwiazdy ciągu głównego.

Biały karzeł w tym układzie był dla naukowców nie lada zaskoczeniem. Jak udało im się obliczyć, okres rotacji (czyli obrotu wokół własnej osi) tej gwiazdy wynosi zaledwie 29 sekund. Oznacza to, że jest to najszybciej rotujący biały karzeł, jaki do tej pory odkryto.

Znamy oczywiście wiele obiektów rotujących znacznie szybkiej - to pulsary i pulsary milisekundowe, które obracają się wokół własnej osi w czasie od kilku milisekund do kilku sekund. W świecie białych karłów z tak szybką rotacją jeszcze naukowcy się nie spotkali (np. biały karzeł w innym, podobnym układzie AR Scorpii ma okres rotacji wyliczony na niespełna dwie minuty).

Niezwykle dziwny układ gwiazd

Co zatem powoduje tak szybki obrót białego karła z układu J2056? Okazuje się, że winowajcą jest właśnie towarzystwo drugiej, większej, ale mniej masywnej gwiazdy. 

Czasem zdarza się, że biały karzeł i gwiazda ciągu głównego obiegają wspólny środek masy tak blisko siebie, że ten pierwszy ściąga zewnętrzne powłoki materii z większego (ale mniej masywnego) towarzysza. W typowych warunkach materia tworzy dysk akrecyjny wokół białego karła i przyspiesza jego rotację.

Część białych karłów charakteryzuje się jednak na tyle silnym polem magnetycznym, że materia nie jest w stanie opaść na "powierzchnię" gwiazdy i tworzy tzw. kolumny akrecyjne. Mamy wtedy do czynienia z tzw. polarem (czyli typem gwiazdy kataklizmicznej o niezwykle silnym polu magnetycznym), w przypadku którego materia układa się wzdłuż linii pola magnetycznego i opada w kierunku biegunów.

W przypadku układu J2056 sytuacja jest jeszcze bardziej skomplikowana. Mamy tu do czynienia z tzw. "polarem pośrednim", czyli białym karłem, którego pole magnetyczne bardzo utrudnia, ale nie uniemożliwia powstawanie dysku akrecyjnego.

Zdaniem badaczy mamy w tym przypadku pole magnetyczne o idealnie wyważonej sile. Naukowcy sugerują, że to właśnie z tego powodu biały karzeł w układzie J2056 mógł osiągnąć tak zawrotną prędkość rotacji.

Zagadka częściowo rozwiązana 

Niestety nie wszystkie tajemnice układu J2056 udało się rozwiązać. Dość zaskakujący dla badaczy okazał się fakt, że towarzysz białego karła - choć jest gwiazdą ciągu głównego - również rotuje niezwykle szybko - jeden obrót wokół własnej osi zajmuje mu zaledwie 1,76 godziny. Dla porównania okres obrotu Słońca wynosi od ok. 25 dni na równiku do ponad 30 dni w pobliżu biegunów.

Po drugie J2056 emituje stosunkowo mało promieniowania rentgenowskiego jak na tego typu układ. To nietypowe zachowanie może oznaczać, że mamy tu do czynienia z nowym typem układu kataklizmicznego, którego badacze nie obserwowali do tej pory.