აღმოჩენილია ამ დროისათვის ჩვენთვის ცნობილი ყველაზე პატარა მკვდარი ვარსკვლავი. ის სულ რაღაც მთვარის ზომის არის.
წარმოადგენს თეთრ ჯუჯას, დაახლოებით მზის მასის ვარსკვლავის კოლაფსირებულ, ულტრამკვრივ ბირთვს, რომლის დიამეტრიც მხოლოდ 4280 კილომეტრია. ამავე დროს, არის ყველაზე მკვრივი თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავი ამ დრომდე აღმოჩენილთა შორის და აქვს 1,35 მზის მასა.
შეეცადეთ უბრალოდ წარმოიდგინოთ — ჩვენს მზეზე მეტი მასა შეკუმშულია მთვარეზე ოდნავ დიდ სფეროში. წარმოუდგენელია, არა?
ეს საოცარი თეთრი ჯუჯა, სახელად ZTF J1901+1458, მდებარეობს ჩვენგან 130 სინათლის წლის მანძილზე. სიმკვრივითა და მასით ზუსტად ჩანდრასეკარის ზღვრის კიდეზე იმყოფება. ჩანდრასეკარის ზღარი არის ის მაქსიმალური მასა, რომელიც შეიძლება თეთრ ჯუჯას ჰქონდეს; ამ მასის იქით ის უკვე არასტაბილური ხდება და სუპერნოვად ფეთქდება.
„დავაფიქსირეთ ეს ძალიან საინტერესო ობიექტი, რომელსაც იმდენი მასაც არ აქვს, რომ აფეთქდეს. ვსწავლობთ, რამდენად მასიური შეიძლება იყოს თეთრი ჯუჯა“, — ამბობს კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ასტროფიზიკოსი ილარია კაიაზო.
თეთრი ჯუჯები მკვდარ ვარსკვლავთა რიგებში ყველაზე პატარებია. წარმოიქმნებიან მზეზე მაქსიმუმ რვაჯერ დიდ ვარსკვლავთა ბირთვის კოლაფსის შედეგად; როდესაც ეს ვარსკვლავები მთავარი მიმდევრობის ეტაპს (ბირთვული სინთეზის) ასრულებენ, მატერიის გარე ფენებს იშორებენ და რჩება მხოლოდ ბირთვი, რომელსაც სინთეზის შედეგად წარმოქმნილი გარე მიმართულების წნევა აღარ აქვს და ულტრამკვრივ ობიექტად კოლაფსირდება.
ჩანდრასეკარის ზღვარი დაახლოებით 1,4 მზის მასას შეადგენს და ამ ზღვრამდე, ე. წ. ელექტრონების დეგენერაციის წნევა თეთრ ჯუჯას საკუთარი გრავიტაციით კოლაფსისგან იცავს. წნევის გარკვეულ დონეზე, ელექტრონები საკუთარ ატომბირთვს სწყდებიან და ვინაიდან იგივე სივრცეს იდენტური ელექტრონები აღარ იკავებენ, ეს ელექტრონები წარმოქმნიან გარე მიმართულების წნევას, რომელიც ვარსკვლავს კოლაფსისგან იცავს.
მრავალი თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავი ორმაგ, იგივე ბინარულ სისტემებშია მოქცეული. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ ისინი ერთმანეთთან ორბიტულ „ცეკვაში“ არიან ჩაბმული. თუ ეს ორი ვარსკვლავი ერთმანეთს ზედმეტად მიუახლოვდება, თეთრი ჯუჯა თავის ბინარულ კომპანიონს მატერიის გამოწოვას დაიწყებს და ამ პროცესის შედეგად, ის შეიძლება ჩანდრასეკარის ზღვარს გადასცდეს, რაც ხშირად Ia ტიპის სუპერნოვას იწვევს.
როგორც ჩანს, ZTF J1901+1458 განსაკუთრებული შემთხვევაა.
ჯგუფის მიერ ჩატარებული ანალიზების მიხედვით, თეთრი ეს ჯუჯა ორი თეთრი ჯუჯის შეჯახების შედეგად არის წარმოქმნილი; თუმცა, მათი გაერთიანებული მასაც კი არ გახდა საკმარისი, რომ ჩანდრასეკარის ზღვარი გადალახულიყო და Ia ტიპის სუპერნოვად აფეთქებულიყო.
ის დაახლოებით 100 მილიონი წლისაა და აქვს თეთრი ჯუჯისთვის უჩვეულოდ ძლიერი მაგნიტური ველი, ჩვენს მზეზე დაახლოებით მილიარდჯერ უფრო მძლავრი. გარდა ამისა, ბრუნავს ძალიან სწრაფად — დაახლოებით შვიდ წუთში ერთხელ. მართალია, ის ყველაზე სწრაფად მბრუნავი თეთრი ჯუჯა არ არის, მაგრამ ეს მაჩვენებელი მაინც მაღალია. ასეთი მახასიათებლები წარსულში მომხდარ შერწყმაზე მიუთითებს.
ის, რაც ამ თეთრი ჯუჯას თავს მომავალში შეიძლება მოხდეს, აბსოლუტურად ფანტასტიკურია.
„მართალია, მხოლოდ ვარაუდია, მაგრამ არ არის გამორიცხული, რომ მასის გამო, ის ნეიტრონულ ვარსკვლავად კოლაფსირდეს“, — ამბობს კაიაზო.
მისი განცხადებით, ის იმდენად მასიური და მკვრივია, რომ მის ბირთვში, ელექტრონებს პროტონები იჭერენ და ნეიტრონებს წარმოქმნიან. ვინაიდან ელექტრონების წნევა გრავიტაციის წინააღმდეგ არის მიმართული, ვარსკვლავი ხელუხლებელი რჩება, მაგრამ როდესაც დიდი ოდენობის ელექტრონი გაქრება, ბირთვის კოლაფსი გარდაუვალია.
ნეიტრონული ვარსკვლავები თეთრ ჯუჯებზე უფრო მკვრივია და მათ ნეიტრონების დეგენერაციის წნევა ინარჩუნებს. წარმოიქმნებიან 8-დან 30-მდე მზის მასის მქონე ვარსკვლავთა სიკვდილის შემდეგ. სუპერნოვად აფეთქების შემდეგ, როდესაც გარე ფენებს მოიცილებს, მისი ბირთვი ნეიტრონულ ვარსკვლავად კოლაფსირდება.
თუ მკვლევართა ჯგუფის მიერ ჩატარებული ანალიზები სწორია, ZTF J1901+1458, ჩვენ წინაშე ჩნდება დაბალმასიან ნეიტრონულ ვარსკვლავთა წარმოქმნის სრულიად ახალი გზა.
ეს კი თავის მხრივ ნიშნავს იმას, რომ ZTF J1901+1458-ს და სხვა მის მსგავს ვარსკვლავებს ძალიან ბევრი რამის თქმა შეუძლიათ იმ ორმაგი თეთრი ჯუჯების შესახებ, რომლებიც ნეიტრონულ ვარსკვლავებად გადაიქცევიან. ჯგუფი იმედოვნებს, რომ მათაც იპოვის.
„ძალიან ბევრი კითხვაა პასუხგაუცემელი. მაგალითად, როგორია გალაქტიკაში თეთრი ჯუჯების შერწყმათა მაჩვენებელი? შესაძლებელია თუ არა ამით აიხსნას Ia ტიპის სუპერნოვათა რაოდენობა? როგორ გამომუშავდება მაგნიტური ველი ამ მძლავრ მოვლენათა შედეგად? რატომ არის თეთრ ჯუჯებს შორის მაგნიტური ველის სიძლიერის ასეთი მრავალფეროვნება?“, — ამბობს კაიაზო.
მისივე თქმით, ამ კითხვებზე პასუხს გაგვცემს შერწყმათა შედეგად დაბადებული ბევრი სხვა თეთრი ჯუჯის პოვნა.
კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია keckobservatory.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
