Egy ritka típusba tartozó fehér törpe felfedezése új adalékokkal szolgál a csillagfejlődés megismeréséhez.

A fehér törpék kicsi, sűrű csillagok, általában akkorák, mint egy bolygó. Akkor jönnek létre, amikor egy kis tömegű csillag kifogy a fűtőanyagából, és elveszíti a külső rétegeit. Úgy is nevezik őket, hogy „csillag-fosszíliák”, mert általuk több oldalról is betekinthetünk a csillagképződés és csillagfejlődés folyamatába.

A Warwicki Egyetem kutatói tanulmányukban arról számolnak be, hogy sikerült felfedezniük a második fehértörpe-pulzárt. A fehér törpéknek ez a ritka típusa egy gyorsan forgó, kiégett fehér törpét tartalmaz, amely a szomszédját, egy vörös törpét elektromosan töltött részecskék és sugárzás erőteljes csapásaival sújtja, így rendszeres időközönként az egész rendszer erőteljesen felfénylik, majd elhalványul. Ez az erős mágneses tereknek köszönhető, de a kutatók még nem biztosak abban, hogy mi okozza a jelenséget.

Az egyik fő elmélet az erős mágneses terekre a dinamó-hatás: a fehér törpék magja dinamóként (elektromos generátorként) működik, ahogy a Földé is, csak sokkal erősebben. Ahhoz, hogy igazolják ezt az elméletet, a kutatóknak további fehértörpe-pulzárokat kellett keresniük.

A Nature Astronomy című lapban nemrég közzétett tanulmány egy új fehértörpe-pulzár, a J191213.72-441045.1 (röviden J1912-4410) felfedezéséről számol be. Ez a második ilyen rendszer, amiről tudunk. Az első a 2016-ban felfedezett AR Scorpii volt.

Művészi illusztráció az AR Scorpii kettőscsillag-rendszerről. (Forrás: M. Garlick/University of Warwick, ESA/Hubble)

A Földtől 773 fényévre lévő fehértörpe-pulzár 300-szor gyorsabban forog, mint a bolygónk. Mérete hasonló a Földéhez, de tömege legalább akkora, mint a Napé. Vagyis a fehér törpéből egy teáskanálnyi nagyjából 15 tonnát nyomna. A fehér törpék extrém magas hőmérsékletű égitestként kezdik életüket, aztán több milliárd év alatt lehűlnek. A J1912−4410 alacsony hőmérséklete arra utal, hogy igen tekintélyes korú lehet.

„A mágneses terek forrása a csillagászat sok területén nyitott kérdés, de főleg az a fehér törpecsillagok esetében. A fehér törpék mágneses tere akár egymilliószor is erősebb lehet, mint a Napé, és a dinamó-hatás segíthet megmagyarázni ennek az okát. A J1912-4410 felfedezése fontos előrelépést jelent ezen a területen.” – mondta Dr. Ingrid Pelisoli (University of Warwick), a tanulmány vezető szerzője. „Több különböző felmérés adataiban kerestünk olyan rendszereket, amelyek az AR Scorpii-hez hasonló tulajdonságokkal bírnak. Minden esélyest tovább követtünk az ULTRACAM kamerával, amely képes a fehértörpe-pulzároktól várt nagyon gyors fényességváltozásokat is észlelni. Miután több tucat jelöltet megvizsgáltunk, találtunk egyet, aminek a fényességváltozásai nagyon hasonlóak voltak az AR Scorpii-hez. Utánkövetéses kampányt indítottunk más teleszkópokkal, és kiderült, hogy a rendszer nagyjából ötpercenként küld rádió- és röntgenjelet az irányunkba.”

„Ez a felfedezés bebizonyította, hogy még több fehértörpe-pulzár van odakinn, ahogy azt a korábbi modellek előjelezték. A J1912-4410 felfedezése a dinamó-elmélet más jóslatait is igazolta. Előrehaladott koruk miatt a pulzárrendszerekben lévő fehér törpéknek hűvösnek kell lenniük. A társuknak közel kell lenniük hozzá, így a fehér törpék gravitációja a múltban tömeget rabolhatott el tőlük, és emiatt forognak olyan gyorsan. Mindezek a jóslatok az új pulzárra is érvényesek: a fehér törpe 13 000 Kelvinnél hidegebb, ötpercenként fordul meg a tengelye körül, és gravitációs vonzása erősen hat a társára.”

„Ez a kutatás kiválóan demonstrálja a tudományos munka működését – előrejelzéseket teszünk, aztán ellenőrizzük őket, így halad előre a tudomány.”

Axel Schwope (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam), aki az Astronomy and Astrophysics című lapban párhuzamosan megjelent tanulmány vezető szerzője, hozzátette: „Izgalmas, hogy az SRG/eROSITA röntgen égboltfelmérés során megtaláltuk az objektumot. Az ESA XMM-Newton űrtávcsövével végzett utánkövetéses vizsgálat röntgentartományban nagy energiájú pulzációkat észlelt, így megerősítettük az új égitest szokatlan természetét, és szilárdan megalapoztuk, hogy a fehértörpe-pulzárok egy új típust alkotnak.”

Forrás: University of Warwick