Pierwsze takie odkrycie w historii. Tym gwiazdom podwójnym ewidentnie czegoś brakuje

Większość gwiazd we wszechświecie powstaje w układach wielokrotnych. Nic zatem dziwnego, że układów podwójnych, w których dwie gwiazdy krążą wokół wspólnego środka masy, jest we wszechświecie więcej, niż gwiazd pojedynczych takich jak np. Słońce. W szczególności dotyczy to gwiazd masywnych, które wprost nie cierpią samotności. Czasami jednak zdarzają się układy podwójne, które są bardzo nietypowe. Naukowcy właśnie odkryli całą populację nietypowych gwiazd podwójnych, które mogą tłumaczyć część nietypowych eksplozji we wszechświecie.
Pierwsze takie odkrycie w historii. Tym gwiazdom podwójnym ewidentnie czegoś brakuje

W najnowszym artykule naukowym badacze z Uniwersytetu w Toronto opisali odkrycie całej populacji masywnych gwiazd, które zostały odarte ze swoich otoczek wodorowych przez drugą gwiazdę w układzie podwójnym. Wszystko wskazuje na to, że właśnie takie gwiazdy, które nie mają już swojej grubej, rozległej otoczki wodorowej mogą być gorącymi gwiazdami helowymi, które z czasem eksplodują jako ubogie w wodór supernowe w procesie kolapsu jądra. Co więcej, takie układy podwójne mogą z czasem ewoluować w układy podwójne składające się z dwóch gwiazd neutronowych, które z czasem się ze sobą łączą.

Już od dawna naukowcy podejrzewali, że średnio jedna na trzy masywne gwiazdy w układach podwójnych całkowicie pozbawiona jest otoczki wodorowej. Problem w tym, że w toku poszukiwań udało się znaleźć jedynie jedną kandydatkę na taką gwiazdę. Obserwacje zatem nie pokrywały się z teorią.

Teraz jednak wszystko się zmieniło. Udało się znaleźć całą populację takich gwiazd.

O takich odartych z otoczki masywnych gwiazdach w układach podwójnych mówiono już od dawna. Teoretyczne układy tego typu stanowiły potencjalne wyjaśnienie, dlaczego jedna trzecia supernowych powstałych w wyniku zapadnięcia się jądra zawiera znacznie mniej wodoru niż typowa eksplozja czerwonego nadolbrzyma. Autorzy najnowszego opracowania wskazują, że nowo odkryte przez nich gwiazdy ostatecznie eksplodują właśnie jako supernowe ubogie w wodór.

Czytaj także: Tak rodzą się magnetyczne diabły. Astronomowie odkrywają zupełnie nową kategorię gwiazd

Naukowcy uważają, że przynajmniej kilka obiektów w ich próbce to gwiazdy odarte z otoczki wodorowej krążące wokół wspólnego środka masy z gwiazdą neutronową lub czarną dziurą. Ewolucja takich obiektów wkrótce zaprowadzi je do etapu układu podwójnego składającego się z dwóch gwiazd neutronowych lub gwiazdy neutronowej i czarnej dziury. Obiekty takie z czasem łączą się w jeden masywny obiekt.

Jak znika otoczka wodorowa?

Gdy masywna gwiazda ewoluuje i przechodzi w stadium czerwonego olbrzyma, znacząco powiększa swoje rozmiary. Siłą rzeczy na swojej zewnętrznej krawędzi przyciąganie grawitacyjne jądra gwiazdy jest już stosunkowo słabe, a materia jest względnie rzadka. W takich warunkach krążącej w pobliżu gwieździe neutronowej stosunkowo łatwo grawitacyjnie przejąć część tej materii, która po spirali opada na gwiazdę neutronową, stopniowo zmniejszając masę czerwonego olbrzyma. Efekt? Po jakimś czasie — kilkudziesięciu-kilkuset tysiącach lat — po czerwonym olbrzymie pozostaje jedynie bardzo gorące jądro helowe.

Problem w tym, że takie odarte z wodoru gwiazdy bardzo ciężko znaleźć, bowiem emitowane przez nie promieniowanie jest słabe i znajduje się poza zakresem promieniowania widzialnego. Aby takie gwiazdy odnaleźć, badacze postanowili rozpocząć poszukiwania w zakresie promieniowania ultrafioletowego. To w tym zakresie zazwyczaj emitują większość swojego promieniowania ultra-gorące gwiazdy. Za pomocą teleskopu Swift badacze przyjrzeli się milionom gwiazd w Wielkim i Małym Obłoku Magellana, dwóch najbliższych nam galaktykach, widocznych gołym okiem z półkuli południowej. W ten sposób udało się odnaleźć pierwszych kilkadziesiąt gwiazd tego typu. To jednak dopiero początek badań. Naukowcy przekonują, że już teraz planują podobne poszukiwania w innych pobliskich galaktykach, ale także w Drodze Mlecznej. Poszukiwania będą prowadzone m.in. za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra i Teleskopów Magellana. Wkrótce może my zatem spodziewać się kolejnych obiektów tego typu.