Astronomowie skierowali Very Large Telescope (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) na martwą gwiazdę o nazwie RXJ0528+2838 i odkryli coś, czego, jak na wszelkie prawa, nie powinno tam być: falę uderzeniową. Nie byle jaką falę uderzeniową, ale taką, której – według obecnej fizyki – ta konkretna pozostałość gwiazdowa nie ma prawa wytwarzać.

Odkrycie, opublikowane w Nature Astronomy, jest astronomicznym odpowiednikiem odkrycia, że twój cichy sąsiad, który nigdy nie wychodzi z domu, jednak urządza imprezę. „Znaleźliśmy coś, czego nigdy wcześniej nie widziano, a co ważniejsze, całkowicie nieoczekiwanego” – powiedział Simone Scaringi, profesor nadzwyczajny na Durham University w Wielkiej Brytanii i współautor badania.

„Nasze obserwacje ujawniają potężny wypływ, który, zgodnie z naszą obecną wiedzą, nie powinien tam być” – dodał Krystian Ilkiewicz, badacz po doktoracie w Centrum Astronomicznym im. Mikołaja Kopernika w Warszawie i współautor badania.

„Wypływ”, dla tych z nas, którzy nie spędzają dni na wpatrywaniu się w umierające gwiazdy, to materiał wyrzucany z obiektu w przestrzeni. RXJ0528+2838 znajduje się około 730 lat świetlnych od Ziemi i, podobnie jak Słońce i inne gwiazdy, krąży wokół centrum Drogi Mlecznej. Gdy porusza się przez przestrzeń, napotyka gaz międzygwiazdowy, wytwarzając falę uderzeniową – zasadniczo zakrzywiony łuk materiału, podobny do fali, która tworzy się przed statkiem.

Problem w tym, że fale uderzeniowe są zazwyczaj wytwarzane, gdy materiał wypływający z gwiazdy uderza w otoczenie. Ale w przypadku RXJ0528+2838 astronomowie nie mogą zidentyfikować żadnego znanego procesu, który w pełni wyjaśniałby to, co zaobserwowali.

RXJ0528+2838 to biały karzeł – pozostałe jądro umierającej gwiazdy o małej masie – okrążany przez towarzysza podobnego do Słońca. W takich układach podwójnych materiał może być przyciągany od towarzysza na białego karła, często tworząc dysk, który karmi martwą gwiazdę, podczas gdy część materii jest wyrzucana z powrotem w przestrzeń w potężnych wypływach. Jednak RXJ0528+2838 nie wykazuje żadnych dowodów na istnienie takiego dysku, pozostawiając astronomów bez zwykłego wyjaśnienia wypływu i otaczającej mgławicy.

„Zaskoczenie, że rzekomo cichy, pozbawiony dysku układ może napędzać tak spektakularną mgławicę, było jednym z tych rzadkich momentów 'wow'” – powiedział Scaringi.

Struktura została po raz pierwszy zauważona na zdjęciach wykonanych teleskopem Isaac Newton Telescope w Hiszpanii, a jej dziwny wygląd skłonił badaczy do bliższego zbadania jej za pomocą instrumentu MUSE na VLT ESO. „Obserwacje za pomocą instrumentu ESO MUSE pozwoliły nam zmapować falę uderzeniową szczegółowo i przeanalizować jej skład” – wyjaśnił Ilkiewicz. „Było to kluczowe, aby potwierdzić, że struktura naprawdę pochodzi z układu podwójnego, a nie z niepowiązanej mgławicy lub obłoku międzygwiazdowego”.

Rozmiar i kształt fali uderzeniowej sugerują, że RXJ0528+2838 wytwarza potężny wypływ od co najmniej 1000 lat. To stwarza kolejny problem: naukowcy nie wiedzą jeszcze, jak martwa gwiazda bez dysku mogła podtrzymywać taki wypływ przez tak długi czas, chociaż pole magnetyczne układu może dostarczyć ważnej wskazówki.

Wiadomo, że RXJ0528+2838 posiada silne pole magnetyczne, co potwierdziły obserwacje MUSE. Zamiast pozwolić materii z gwiazdy towarzyszącej osiedlić się w dysku, pole magnetyczne wydaje się kierować tę materię bezpośrednio na białego karła.

„Nasze odkrycie pokazuje, że nawet bez dysku te układy mogą napędzać potężne wypływy, ujawniając mechanizm, którego jeszcze nie rozumiemy” – powiedział Ilkiewicz. „To odkrycie podważa standardowy obraz tego, jak materia porusza się i oddziałuje w tych ekstremalnych układach podwójnych”.

Badacze podejrzewają, że pole magnetyczne może być związane z ukrytym źródłem energii – które Scaringi opisuje jako „tajemniczy silnik” – ale wyjaśnienie pozostaje niepełne. Według obserwacji obecne pole magnetyczne białego karła mogłoby podtrzymywać falę uderzeniową tylko przez kilkaset lat, a jednak struktura wydaje się istnieć od co najmniej 1000 lat. Więc samo pole magnetyczne nie może jeszcze wyjaśnić całego zjawiska.

Astronomowie będą