Posted by ჰარვარდის ასტროფიზიკის ცენტრისა და სმიტსონის ინსტიტუტის მკვლევარებმა ახალი ტიპის ორმაგი ვარსკვლავი შეისწავლეს, რომლის არსებობა დიდი ხანის განმავლობაში კამათის საგანად იყო ქცეული.
ვარსკვლავების ახალი კლასი, რომლის შესახებაც Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -ში დაიწერა, დოქტორანტმა კარიმ ელ ბადრიმ აღმოაჩინა, ლიკის ობსერვატორიის შეინის ტელესკოპისა (კალიფორნია, აშშ) და სხვა ობსერვატორებში დაგროვებული მონაცემების დახმარებით.
როცა ვარსკვლავი კვდება, 97%-იანი ალბათობით, თეთრ ჯუჯად გადაიქცევა, მცირე ზომის ობიექტად, ანუ რაც მზის ტიპის ვარსკვლავების ევოლუციის შემდეგ მათგან რჩება. იშვიათ შემთხვევაში, ვარსკვლავი შეიძლება უკიდურესად მცირე მასის (უმმ) თეთრ ჯუჯად გადაიქცეს, რაც ვარსკვლავების შესახებ დღევანდელ წარმოდგენებში ვერ ეწერება: თუ ვარსკვლავთა ევოლუციის არსებული თეორიები მართებულია, უმმ-ს ასაკი 13,8 მილიარდ წელზე მეტი უნდ აიყოს, ანუ სამყაროზე ხნიერი, რაც ფიზიკურად შეუძლებელია (მაინც რა ასაკისაა სამყარო?).
უმმ თეთრი ჯუჯის ფორმირების ერთად-ერთი გზა შეიძლება იყოს ზემოქმედება, რომლითაც მასზე კომპანიონი ვარსკვლავი მოქმედებს. ასეთი ვარსკვლავის გრავიტაციულმა მიზიდულობამ შეიძლება სწრაფად (რა თქმა უნდა, 13,8 მილიარდ წელზე ნაკლებ დროში) მოიპაროს მეორეს გარე ფენები და უკიდურესად მსუბუქ თეთრ ჯუჯად აქციოს კომპანიონი.
ასტრონომებს უნახავთ მზის მსგავსი ვარსკვლავები, რომელთა გაზი მეზობელ თეთრ ჯუჯაზე გადაედინება (აკრეცია), მათ კატაკლიზმურ ცვალებადებს უწოდებენ. ასევე, უმმ თეთრი ჯუჯა კომპანიონ ჯუჯასთან ერთად. თუმცა, არ უნახავთ ევოლუციის გარდამავალი ფაზა იგივე შუალედური ტრანსფორმაცია: როცა ვარსკვლავმა თავისი მასის ძირითადი ნაწილი დაკარგა და თითქმის უმმ თეთრ ჯუჯამდე შეიკუმშა.
ელ-ბადრი ხშირად ადარებს ვარსკვლავურ ასტრონომიას მე-19 საუკუნის ზოოლოგიას: „შედიხარ ჯუნგლებში და პოულობ ორგანიზმს. აღწერ რამდენად დიდია, რამდენს იწონის და შემდეგ სხვა ორგანიზმზე გადადიხარ. ხედავ რა ყველა ამ სხვადასხვა ტიპის ობიექტს, გინდა გესმოდეს, თუ როგორ არის ისინი დაკავშირებული ერთმანეთთან”.
ევროპის კოსმოსის კვლევის სააგენტოს კოსმოსური ტელსკოპით (Gaia/NASA) მიღებული ახალი მონაცემებისა და კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ფრიც ცვიკის ცენტრის მონაცემების გამოყენებით, ელ ბადრიმ, მილიარდი ვარსკვლავიდან გამოარჩია 50, რომლებიც უმმ თეთრი ჯუჯები შეიძლება იყოს.
გადარჩევის სტრატეგიამ გაამართლა: “კანდიდატთა 100% წინა-უმმ ვარსკვლავებია, რომლებსაც ვეძებდით. ისინი ჯერ უმმ-ზე დიდებია და კვერცხის ფორმა აქვთ, რადგან მეზობელი ვარსკვლავის მიზუდულობა მათ სფერულ ფორმას ამახინჯებს” – ამბობს ელ ბადრი.
სამომავლოდ, ელ ბადრი გეგმავს უმმ-მდელი თეთრი ჯუჯების შესწავლა გააგრძელოს, ასევე, ის 29 სხვა კანდიდატი, რომლებიც მან ადრე აღმოაჩინა.
ყველაზე ცხელი თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავი
ობიექტი KPD 0005+5106, ჩვენიდან 1300 სინათლის წლის მანძილზე მდებარე მკვდარი ვარსკვლავის “ნარჩენია”, თეთრი ჯუჯა, რომელიც, როგორც რენტგენის დიაპაზონის კოსმოსური ტელესკოპიდან “ჩანდრა“, მიღებული ნონაცემებიდან ირკვევა, მასთან ახლოს მდებარე ვარსკვლავზე “ძალადობს”. გარდა იმისა, რომ გაზს ჰპარავს, რაც ასეთი წყვილისთვის იშვიათობას არ წარმოადგენს, სინათლისა და სხვადასხვა ხისტი გამოსხივებების ნაკადებით “უსწორდება” მეზობელს.
სამწუხაროდ, ყველაზე მძლავრი და ზუსტი ასტრონომიული ინსტრუმენტებიც კი ვერ ხედავენ კომპანიონს, რაც თავის მხრივ ართულებს მისი მომავალი ბედის წინასწარმეტყველებას, მათ შორის, რამდენი დრო დასჭირდება თეთრ ჯუჯას მისი კომპანიონის სრულად დასაშლელად.
ამავე დროს, მეცნიერებმა, ვარსკვლავიდან მომავალი რენტგენის გამოსხივების 4,7 საათიანი პერიოდული ცვლილებები შენიშნეს. ამ და სხვა დამატებითი მონაცემებით შესაძლებელი გახადა გამოთვალა იმისა, რომ კომპანიონი, იუპიტერის მასის გაზის პლანეტა შეიძლება იყოს. რენტგენის გამოსიხვების ცვალებადობის მიხედვით დადგინდა, რომ ეს პლანეტა ვარსკვლავის გარშემო 900 ათასი კილომეტრის მანძილე ბრუნავს, ანუ მნათობთან ძალიან ახლოა და ექსტრემალურ ტემპერატურამდე ცხელდება.
შეგახსენებთ, რომ თეთრი ჯუჯები, მზის ტიპის, 8-10 მზის მასამდე ვარსკვლავების ბირთვებია, ანუ ის, რაც ევოლუციის ბოლოს მათ ადგილზე რჩება. ვარსკვლავის წიაღში მიმავალი თერმობირთვული რეაქციის ტიპების ცვლასთან ერთად, რომლებიც ერთი მეორეზე მაღალენერგიული გამოსავლით გამოირჩევა, ვარსკვლავი თავის გარე ფენებს იშორებს, რის გამოც ეს რეაქციები საერთოდ წყდება, ანუ დარჩენილი მასით ბირთვზე დაწოლის შემაკავებელი საწინააღმდეგოდ მოქმედი წნევა ქრება, წონასწორობა ირღვევა, გრავიტაცია დომინანტი ხდება და ვარსკვლავის ბირთვს, დედამიწის ზომამდე კუმშავს (კოლაფსი). შეკუმშვას აჩერებს ასეთი წნვეის ზემოქმედებით ატომებიდან ამოგლეჯილი თავისუფალი ელექტორნების წნევა, ე.წ. დეგენერირებული ელექტრონული გაზის წნევა.
აქ უკვე კვანტური მოვლენები იჩენს თავს, პაულის აკრძალვა აქაც მოქმედებს, ოღონდ სახეშეცვლილი ფორმით – განსაზღვრულ სივრცულ მოცულობაში შეიძლება იყოს არა უმეტეს ორი ელექტონისა საწინააღმდეგო სპინებითა და გარკვეული ზღვრულად დასაშვები სიჩქარეების ინტერვალებით. თუმცა, სურათი მას შემდეგ იცვლება მკვეთრად, რაც ვარსკვლავის შიგნით ნივთიერების სიმკვრივე გარკვეულ ზღვრულ მნიშვნელობას გადადის – 107 კგ/მ3 (წყლის სიმკვრივეზე 10 000-ჯერ მეტი!!!; ასანთის კოლოფის ზომის ასეთი ნივთიერება დაახლოებით 100 ტონას იწონის). ასეთი სიმკვრივის დროს, პაულის პრინციპი ვარსკვლავის შიგნით წნევის სწრაფ ზრდაში გამოიხატება. ეს არის დეგენერირებული ელექტრონული გაზის მიერ წარმოქმნილი წნევა, მის არსებობაზე ის ფაქტი მიუთითებს, რომ მომაკვდავი ვარსკვლავის გრავიტაციული კოლაფსი მას შემდეგ ჩერდება, რაც ის დედამიწის ზომამდე იკუმშება. ახლა, გრავიტაციულ შეკუმშვას დეგენერირებული გაზის წნევა აჩერებს.
1930-იანი წლების დასაწყისში, ინდური წარმოშობის ამერიკელმა ფიზიკოს-თეორეტიკოსმა, სუბრაჰმანიან ჩანდრასეკარმა, მუშაობდა რა თეთრი ჯუჯების თეორიაზე, პაულის აკრძალვის პრინციპზე დაყრდობით, გამოითვალა: თუ შეკუმშული (კოლაფსირებული) ვარსკლავის მასამ გარკვეულ ზღვარს გადააჭარბა, რომელიც დაახლოებით 1,4 მზის მასას უტოლდება, გრავიტაციული ძალა, დეგენერირებული გაზის წნევას გადაძლევს და კოლაფსი (შეკუმშვა) გაგრძელდება. თეთრი ჯუჯებისთვის ეს ზღვარი 1,4 მზის მასას უტოლდება.
თერმობირთვული საწვავის ამოწურვის გამო, თეთრი ჯუჯა ცივდება, მაგრამ უკიდურესად ცხელ ობიექტად რჩება, რადგან მისი ზედაპირის ფართობი ძალიან შემცირდა, სითბოს გადინება მილიარდობით წელი გრძელდება, თეთრი ჯუჯას საშუალო ტემპერატურა 100 ათას გრადუსს უტოლდება (შედარებისთვის, მზის ზედაპირის ტეპმერატურა 6000-მდე გრადუსია ცელსიუსით).
ზემოთ ხსენებულ KPD 0005+5106-ს რაც შეეხება, ის ასეთი ტიპის ვარსკვლავური “ნაკვერჩლებისგან” სრულიად განსხვავებულია, რადგან მისი ზედაპირის ტემპერატურა 200 ათას გრადუსს აღწევს, რაც ძალიან საინტერესო ობიექტად აქცევს მას შემდგომი შესწავლისთვის და იმის გასარკვევად, კიდევ უფრო უჩვეულო რა შეიძლება მოიძებნოს სამყაროს უკიდეგანო სივრცეში.