Zmenšujúce sa trpaslíky
Valentín Korinek - 2020-08-25

Biely trpslík v porovnaní zo Zemou

Biele trpaslíky sú hviezdy prechádzajúce vývojovou etapou červených obrov, ktorí po čase odhodia svoje vonkajšie vrstvy a zostane z nich inertné jadro, zložené prevažne z uhlíka a kyslíka. Biely trpaslík predstavuje práve toto obnažené jadro hviezdy. Tieto hviezdy obsahujú exotický materiál nazývaný degenerovaný elektrónový plyn.


Čím je biely trpaslík hmotnejší, tým viac sa elektróny v ňom tlačia dokopy, aby vytvorili dostatočne silný vonkajší tlak, zabraňujúci zrúteniu hviezdy pod kritickú hodnotu. Jednoducho povedané: Medzi polomerom a hmotnosťou bielych trpaslíkov je jednoznačný vzťah: čím je hmotnosť bieleho trpaslíka väčšia, tým je jeho polomer menší.

Pochopenie toho, ako biele trpaslíky kontrakciou získavajú hmotu, by nám mohlo pomôcť nahliadnuť do pôvodu supernov typu 1a. Predpokladá sa, že tieto supernovy vzplanú, keď sa biely trpaslík stane tak masívnym a kompaktným, že exploduje, avšak nik presne nevie ako tento proces funguje.


Astronómovia preskúmali veľkosti a hmotnosti viac ako 3 000 bielych trpaslíkov pozorovaných observatóriom *Apache Point Observatory, ďalej len APO v Novom Mexiku a vesmírnym observatóriom Európskej vesmírnej agentúry *Gaia. Ak poznáme vzdialenosť hviezdy, ďalej ak vieme zmerať jej jasnosť, môžeme z toho získať celkom dobrý odhad jej polomeru. Meranie hviezdnych hmôt sa však ukázalo trochu zložitejšie, pretože na odhad hmoty bielych trpaslíkov potrebujeme systém, v ktorom trpaslík gravitačne vysáva blízku hviezdu.


 



Biele trpaslíky, podobne ako hviezdy vo vnútri planétárnej hmloviny NGC 2440 (na obrázku), majú zvláštnu vlastnosť - čím viac hmoty naberú, tým sú menšie.


V prípade bielych trpaslíkov samotárov, vedci skúmali vplyv všeobecnej relativity na hviezdne svetlo, nazývané gravitačný červený posun. Keď svetlo uniká zo silného gravitačného poľa, ako je to okolo hustého bieleho trpaslíka, jeho vlny sa natiahnu do červenších vlnových dĺžok. Čím väčšia je hmotnosť bieleho trpaslíka v porovnaní s jeho polomerom, tým extrémnejšie je natiahnutie k červeným dĺžkam. Táto vlastnosť umožnila vedcom odhadnúť množstvo bielych trpaslíkov  vzhľadom na ich polomery.


Nové merania týkajúce sa bielych trpaslíkov sa úzko zhodujú s predpoveďami pre menšie veľkosti obrovských hviezd. Biele trpaslíky o hmotnosti 0,5 hmotnosti Slnka boli približne 1,75 krát väčšie ako Zem, zatiaľ čo tie s trochu vyššou hmotnosťou ako Slnko sa dostali bližšie k 0,75-násobku priemeru Zeme.


Tento výsledok pozorovaní by nám v budúcnosti mohol poslúžiť lepšie pochopiť toto vývojové štádium hviezd.



-------------------------------------------------------------------------------------------------------------



*Observatórium Apache Point Observatory (APO) je astronomické observatórium nachádzajúce sa v pohorí Sacramento v Sunspot v Novom Mexiku. Observatórium prevádzkuje Štátna univerzita Nového Mexika (NMSU) a je vo vlastníctve Konzorcia pre astrofyzikálny výskum (ARC). Prístup k ďalekohľadom a budovám je súkromný a obmedzený.


*Gaia je projekt Európskej vesmírnej agentúry (ESA), ktorý začal svoju misiu v roku 2013 a očakáva sa, že bude fungovať do roku 2022. Kozmická loď je navrhnutá pre astrometriu: meranie polohy, vzdialenosti a pohybu hviezd s bezprecedentnou presnosťou. Cieľom misie je vytvoriť najväčší a najpresnejší 3D vesmírny katalóg, aký bol kedy vyrobený, má obsahovať spolu približne 1 miliardu astronomických objektov, najmä hviezd, ale aj planét, komét, asteroidov a kvasarov.