„Mrtvá“ hvězda ožívá na úžasném rentgenovém snímku NASA

Tento umělecký koncept zobrazuje menšího bílého trpaslíka, který přitahuje materiál z větší hvězdy (vpravo) do akrečního disku. Začátkem tohoto roku vědci použili přístroj observatoře IXPE (Imaging X-ray Polarization Explorer) provozované NASA ke studiu bílého trpaslíka a jeho rentgenové polarizace. Dalekohled IXPE odhalil skrytou geometrii kosmického šílenství bílého trpaslíka – pomocí rentgenového záření zjistil to, co žádný dalekohled předtím nedokázal.

Měřením polarizace rentgenového záření umožnila observatoř astronomům prozkoumat strukturu vysoce energetického binárního systému známého jako EX Hydrae. Pozorování odhalila nové detaily o tom, jak se hmota chová v extrémních prostředích, kde se střetává gravitace a magnetismus.

Týdenní pozorování hvězdy EX Hydrae
IXPE pozorovala hvězdu EX Hydrae téměř celý týden v roce 2024. Nachází se v souhvězdí Hydry, asi 200 světelných let od Země. Zjištění byla publikována v časopise Astrophysical Journal. Výzkum vedli astrofyzici z Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge ve spolupráci s University of Iowa, East Tennessee State University, University of Liége a Embry Riddle Aeronautical University.

Bílý trpaslík vznikne, když hvězda vyčerpá vodíkové palivo ve svém jádru, ale nemá dostatek hmotnosti k explozi jako supernova s kolapsem jádra. Zbývající hvězdné jádro se stává extrémně hustým a smrští zhruba hmotnost Slunce do tělesa o velikosti Země.

Dvojhvězdná soustava poháněná ukradeným plynem
EX Hydrae je součástí dvojhvězdy, která dále zahrnuje normální hvězdu hlavní posloupnosti. Plyn z této hvězdy-průvodce neustále proudí směrem k bílému trpaslíkovi. Způsob, jakým se tento materiál shromažďuje, tj. proces známý jako akrece, a místo, kde dopadne na bílého trpaslíka, je řízen silou magnetického pole bílého trpaslíka.

U EX Hydrae je magnetické pole příliš slabé na to, aby směrovalo veškerou přicházející hmotu přímo na póly hvězdy. Soustava však stále rychle akumuluje materiál v okolním akrečním disku. Tato kombinace řadí EX Hydrae do kategorie známé jako „střední polární soustava“. Jedná se o typ kataklyzmatické proměnné, tj. dvojhvězdy s bílým trpaslíkem a chladnou sekundární hvězdou hlavní posloupnosti.

Extrémní teplo a silné rentgenové záření
Ve středních polárních systémech plyn tvoří rotující akreční disk a zároveň je veden k magnetickým pólům bílého trpaslíka. Jak se materiál shlukuje, zahřívá se na desítky milionů stupňů. Přitékající plyn se sráží s dalším materiálem zachyceným bílým trpaslíkem a vytváří tyčící se sloupy přehřáté plazmy, která uvolňuje intenzivní rentgenové záření, což činí systém ideálním cílem pro IXPE.

„Unikátní polarimetrické schopnosti IXPE nám umožnily změřit výšku akrečního sloupce z bílého trpaslíka, který dosahuje téměř 3 200 km – bez mnoha předpokladů, jaké byly nutné u dřívějších výpočtů,“ řekl Sean Gunderson, vědec z MIT a hlavní autor článku. „Rentgenové záření, které jsme pozorovali, se pravděpodobně rozptýlilo od samotného povrchu bílého trpaslíka. Tyto útvary jsou mnohem menší, než bychom doufali, že je budeme moci přímo zobrazit, a jasně ukazují sílu polarimetrie „vidět“ tyto zdroje v detailech, což dosud nebylo možné.“

Polarizační data shromážděná o EX Hydrae pomohou astronomům lépe porozumět dalším vysokoenergetickým binárním systémům v celém vesmíru, zejména těm, které zahrnují silná magnetická pole a intenzivní rentgenové emise.

Více o misi IXPE
Mise IXPE nadále poskytuje unikátní data, která vedou k novým objevům o extrémních kosmických objektech. Jedná se o společné úsilí NASA a Italské kosmické agentury s vědeckými partnery z 12 zemí. Misi vede Marshallovo vesmírné letové středisko NASA v Huntsville v Alabamě. Provoz observatoře řídí společnost BAE Systems, Inc. se sídlem ve Falls Church ve Virginii ve spolupráci s Laboratoří pro atmosférickou a vesmírnou fyziku Univerzity v Coloradu v Boulderu.

Zdroj: https://scitechdaily.com/a-dead-star-comes-alive-in-a-stunning-nasa-x-ray-view/

autor: František Martinek