Astronomowie uzyskali pierwszy obraz o wysokiej rozdzielczości białego karła aktywnie absorbującego materię z pobliskiej gwiazdy towarzyszącej. Korzystając z kosmicznego polarymetru rentgenowskiego IXPE, zespół MIT obserwował system EX Hydrae położony 200 lat świetlnych od Ziemi, ujawniając szczegóły gwałtownej interakcji między tymi gwiazdami. Odkrycie dostarcza ważnych informacji na temat zachowania „pośrednich polarnych” układów podwójnych – układów, w których martwa gwiazda agresywnie pochłania swoją sąsiadkę.
Dynamika kanibalizmu gwiazd
EX Hydrae składa się z białego karła, gęstej pozostałości gwiazdy podobnej do Słońca, i jego ofiary, która okrąża go co 98 minut. Pole magnetyczne białego karła wyciąga materię z gwiazdy towarzyszącej, tworząc kolumnę przegrzanego gazu o wysokości około 3200 kilometrów. Kolumna ta zapada się na białego karła, uwalniając intensywne promieniowanie rentgenowskie.
Skala jest znacząca : kolumna ma prawie połowę promienia samego białego karła, co oznacza, że znaczna część materiału gwiazdy towarzyszącej jest bezpośrednio absorbowana. Zespół potwierdził również, że promienie rentgenowskie odbijają się od powierzchni białego karła, po czym zostają rozproszone. Jest to zjawisko, które przewidywano, ale nigdy wcześniej nie obserwowano bezpośrednio.
Dlaczego to ma znaczenie: dyski akrecyjne i pola magnetyczne
Białe karły znajdują się u schyłku ewolucji gwiazd i mogą obrać dwie drogi do swego upadku: albo eksplodować jako supernowa typu Ia, albo powoli ochładzać się, stając się czarnym karłem. Kluczową różnicą między tymi dwiema ścieżkami jest sposób, w jaki biały karzeł otrzymuje masę od swojej gwiazdy towarzyszącej.
Pośrednie bieguny, takie jak EX Hydrae, należą do wyjątkowej kategorii, w której pole magnetyczne nie jest wystarczająco silne, aby utworzyć pełny dysk akrecyjny (wir skradzionej materii) wokół białego karła, ale jest wystarczająco silne, aby skierować materię w stronę biegunów. Proces ten tworzy „kurtynę akrecyjną” – deszcz materii gwiezdnej poruszający się z prędkością milionów kilometrów na godzinę. Zderzenie spadającego materiału tworzy turbulentne kolumny gazu o temperaturze milionów stopni, emitujące wykrywalne promieniowanie rentgenowskie.
Potęga polarymetrii rentgenowskiej
Sonda kosmiczna IXPE zmierzyła polaryzację promieni rentgenowskich emitowanych przez EX Hydrae, która wykazała zaskakująco wysoki stopień polaryzacji (8%). Oznacza to, że fale promieniowania były ustawione w określonym kierunku, co potwierdza obecność pola magnetycznego i intensywny przepływ energii.
„Wykazaliśmy, że polarymetrię rentgenowską można wykorzystać do uzyskania szczegółowych pomiarów geometrii akrecji białego karła” – powiedział Sean Gunderson, kierownik grupy w MIT.
Technika ta zapewnia wyraźniejszy obraz ekstremalnego środowiska wokół białego karła niż tradycyjne teleskopy, które często widzą tylko słaby punkt na niebie. Analizując polaryzację, naukowcy mogą zrekonstruować wewnętrzny, najbardziej energetyczny obszar układu.
Perspektywy na przyszłość: zrozumienie supernowych
Zespół badawczy planuje rozszerzyć swoje badania na inne układy białych karłów, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób gwiazdy te ostatecznie eksplodują jako supernowe typu Ia. Te supernowe mają kluczowe znaczenie dla pomiaru odległości kosmicznych, dlatego zrozumienie czynników prowadzących do ich eksplozji jest niezbędne do tworzenia map Wszechświata.
Badanie gwiezdnych wampirów zapewnia bezpośredni wgląd w gwałtowne końcowe etapy systemów gwiezdnych, rzucając światło zarówno na ich bezpośrednie zachowanie, jak i ostateczny los.
