Nowo odkryty biały karzeł to rekordzista. Rotuje z niespotykaną prędkością

Astronomowie odkryli gwiazdę, która rotuje tak szybko, że jest najszybciej rotującą gwiazdą w swojej kategorii. Ta gwiazda to biały karzeł LAMOST J024048.51+195226.9 (w skrócie J0240+1952), który znajduje się około 2015 lat świetnych z dala od Ziemi. Potrzebuje on zaledwie 25 sekund, aby wykonać pełny obrót wokół własnej osi, czyli 4 sekund mniej niż poprzedni rekordzista – CTCV J2056-3014.

Gwiazda niczym śmigło helikoptera

J0240+1952 jest bardzo podobna do innego białego karła charakteryzującego się szybką rotacją – AE Aquarii, którego prędkość rotacji wynosi 33 sekundy. Obydwie gwiazd należą do specyficznej klasy białych karłów – tak zwanych gwiazd śmigłowych (ang. propeller stars).

I J0240+1952, i AE Aquarii posiada towarzysza w postaci gwiazdy ciągu głównego, z którego grawitacyjnie pobiera plazmę. Ta plazma jest następnie wyrzucana w przestrzeń kosmiczną przez pole magnetyczne białego karła, niczym strumień wody skierowany na śmigło. W przypadku J0240+1952 plazma wyrzucana jest z prędkością nawet do 3000 kilometrów na sekundę.

Układ podwójny białego karła AE Aquarii. Wizja artysty. | Źródło: NASA/Casey Reed

„J0240+1952 wykona kilka obrotów wokół własnej osi w czasie, gdy ludzie poświęcą czas na poczytanie o nim. To naprawdę niesamowite.”, powiedziała astrofizyk Ingrid Pelisoli z Uniwersytetu Warwick w Wielkiej Brytanii. „Rotacja jest tak szybka, że biały karzeł musi mieć masę przekraczającą średnią masę białych karłów – w przeciwnym razie zostałby rozerwany.”

Biały karzeł, czyli przyszłość Słońca

Czym tak właściwie jest biały karzeł? W skrócie, to gwiezdna pozostałość jądra większej gwiazdy. Za kilka miliardów lat Słońce stanie się białym karłem. Wpierw zamieni się jednak w czerwonego olbrzyma, pochłaniając Merkurego Wenus i być może też Ziemię, a potem zacznie zrzucać swoje warstwy. Gdy ustaną w nim reakcje jądrowe, jego jądro zapadnie się bardzo gęsty obiekt, emitujący między innymi promieniowanie widzialne – białego karła.

Białe karły są bardzo małe – z reguły pod względem rozmiarów podobne do Ziemi. Ich masa to jednak zupełnie inna kwestia – ta wynosi nawet do 1,4 masy Słońca.

Białe karły często tworzą układy podwójne z innymi gwiazdami. Zdarza się, że orbitują one tak blisko siebie, że biały karzeł wysysa materię z gwiazdy towarzyszącej. Okresowo powoduje to eksplozję na powierzchni białego karła. W takim wypadku mamy do czynienia z tak zwanym układem kataklizmicznym. Z czasem biały karzeł może zakumulować tak dużo materii pochodzącej z drugiej gwiazdy, że stanie się niestabilny i eksploduje jako widowiskowa supernowa typu Ia.

Obiekty doprawdy wyjątkowe

Układ, do którego należy J0240+1952 jest przykładem układu kataklizmicznego. W przeszłości J0240+1952 pochłonęła tyle materii swojej towarzyszki, że prędkość jej obrotu wokół własnej osi się zwiększyła. Z jakiegoś powodu wykształciła też ona jednak pole magnetyczne (astronomowie podejrzewają, że zwiększona prędkość rotacji karła mogła doprowadzić do wytworzenia się wewnętrznego dynamo, ale nie ma w tym temacie pewności). To działa niczym bariera, która odpycha przyciąganą plazmę, wyrzucając jej większość w kosmos. Pozostałość plazmy płynie w kierunku biegunów magnetycznych gwiazdy, powodując jasną poświatę. Dzięki niej astronomowie byli w stanie zmierzyć prędkość rotacji J0240+1952.

„Dopiero drugi raz znaleźliśmy gwiazdę śmigłową. Teraz wiemy, że pierwsza nie była unikatowym zjawiskiem. Pokazuje to, że mechanizm magnetycznego śmigła jest właściwością charakterystyczną dla podobnych układów binarnych, o ile zachodzą odpowiednie okoliczności.”, powiedział astrofizyk Tom Marsh z Uniwersytetu Warwick.

Kto wie, może w przyszłości astronomowie odnajdą jeszcze więcej białych karłów które rotują z zawrotną prędkością i odpychają od siebie materię nadpływającą z towarzyszącej im gwiazdy. Wówczas będą oni w stanie poznać i zrozumieć je jeszcze lepiej.

Źródło: Uniwersytet Warwick, fot. tyt. Uniwersytet Warwick/Mark Garlick