Astronomët zbulojnë një xhuxh të bardhë që digjet nga helium

Një yll xhuxh i bardhë mund të shpërthejë si një supernova kur masa e tij tejkalon kufirin prej rreth 1.4 masave diellore. Një ekip i udhëhequr nga Instituti Max Planck për Fizikën Jashtëtokësore (MPE) në Garching dhe që përfshin Universitetin e Bonit ka gjetur tani një sistem yjor binar në të cilin materia rrjedh mbi xhuxhin e bardhë nga shoqëruesi i tij.

Sistemi u gjet për shkak të rrezeve X të ndritshme, të ashtuquajtura super të buta, të cilat e kanë origjinën nga shkrirja bërthamore e gazit të tejmbushur pranë sipërfaqes së xhuxhit të bardhë. Gjëja e pazakontë në lidhje me këtë burim është se është heliumi dhe jo hidrogjeni që del nga uji dhe digjet. Shkëlqimi i matur sugjeron se masa e xhuxhit të bardhë po rritet më ngadalë sesa mendohej më parë, gjë që mund të ndihmojë për të kuptuar numrin e supernovave të shkaktuara nga shpërthimi i xhuxhit të bardhë. Rezultatet janë publikuar në revistën Nature.

Xhuxhët e bardhë që shpërthejnë jo vetëm që konsiderohen burimi kryesor i hekurit në univers, ata janë gjithashtu një mjet i rëndësishëm për kozmologjinë. Si të ashtuquajturat supernova të tipit Ia (SN Ia), ato bëhen të gjitha afërsisht po aq të ndritshme, duke i lejuar astrofizikës një përcaktim të saktë të distancës së galaktikave të tyre pritëse.

Megjithatë, edhe pas shumë vitesh kërkimesh intensive, mbetet e paqartë se në cilat rrethana masa e një xhuxhi të bardhë mund të rritet në të ashtuquajturin kufirin Chandrasekhar. Ky është kufiri i sipërm teorik për masën e një xhuxhi të bardhë, i nxjerrë në vitin 1930 nga astrofizikani indiano-amerikan dhe laureati i Nobelit Subrahmanyan Chandrasekhar.

Në fillim të viteve 1990, burimet super të buta të rrezeve X me djegie të qëndrueshme të hidrogjenit në sipërfaqet e tyre u krijuan si një klasë e re objektesh me ROSAT, dhe për një kohë ato u konsideruan kandidatë të mundshëm për paraardhësit e SN Ia. Problemi me këto burime, megjithatë, është bollëku i tyre i hidrogjenit: supernova e tipit Ia nuk tregojnë asnjë gjurmë hidrogjeni.

Për më shumë se 30 vjet, janë parashikuar sisteme me dy yje, në të cilat një xhuxh i bardhë grumbullohet dhe digjet në mënyrë të qëndrueshme heliumin në sipërfaqen e tij, por burime të tilla nuk janë vërejtur kurrë. Një ekip ndërkombëtar i udhëhequr nga Instituti Max Planck për Fizikën Jashtëtokësore (MPE) ka gjetur tani një burim me rreze X, spektri optik i të cilit është plotësisht i dominuar nga helium.

“Burimi super i butë i rrezeve X [HP99] 159 është i njohur që nga vitet 1990, kur u vëzhgua për herë të parë me ROSAT, kohët e fundit me XMM-Newton dhe tani me eROSITA,” shpjegon Jochen Greiner, i cili drejton analizën e kësaj. burim në MPE. “Tani, ne ishim në gjendje ta identifikonim atë si një burim optik në Renë e Madhe të Magelanit. Në spektrin e saj ne gjetëm kryesisht linja emetimi të heliumit me origjinë nga disku i grumbullimit.”

Sidoqoftë, kjo nuk e zgjidh problemin e paraardhësve të SN Ia: modelet teorike parashikojnë që rreth 2-5% e lëndës së yllit shoqërues të heliumit do të merret me vete nga shpërthimi SN Ia dhe do të hidhet në mjedis. Megjithatë, kjo sasi heliumi nuk është gjetur në shumicën e supernovave Ia të vëzhguara deri më sot. Megjithatë, ekziston një nënklasë me shkëlqim më të vogël, SN Iax, në të cilën shpërthimi është më i dobët, dhe për këtë arsye më pak helium hidhet në erë.

Sistemi i zbuluar tani [HP99] 159 mund të përfundojë në një SN Iax të tillë sipas njohurive aktuale, pasi matjet këtu tregojnë se djegia e vazhdueshme e heliumit në xhuxhët e bardhë është e mundur edhe me ritme më të ulëta shtimi se sa parashikohej teorikisht. Shkëlqimi i matur i [HP99] 159 është rreth dhjetë herë më i vogël se sa pritej në shkallën kanonike, ndërsa në të njëjtën kohë temperatura e matur me rreze X është saktësisht në intervalin e pritur për djegie të qëndrueshme të heliumit.

“Shkëlqimi i vëzhguar i rrezeve X sugjeron që djegia e heliumit që rrjedh në xhuxhin e bardhë stabilizohet nga rrotullimi i tij i shpejtë, duke bërë që sistemi të ketë një shpërthim të fundit supernova,” thotë Prof. Dr. Norbert Langer i Institutit Argelander për Astronomi. , i cili është gjithashtu anëtar i Zonës së Kërkimit Transdisiplinor të Çështjes në Universitetin e Bonit.

Meqenëse matjet e mëparshme tregojnë se shkëlqimi ka mbetur i njëjtë për rreth 50 vjet, duhet të jetë e mundur një gamë e gjerë normash shtimi që çojnë në shpërthime.

“Yjet pa mbështjellës hidrogjeni, si ylli shoqërues i gjetur në [HP99] 159, janë një hap i rëndësishëm ndërmjetës në ciklin jetësor të yjeve binare që duhet të ndodhë në rreth 30% të sistemeve të tilla,” thotë Julia Bodensteiner nga ESO, e cila ka ka studiuar yje masive që nga teza e saj e masterit në MPE. “Duhet të ketë shumë yje të tillë, por vetëm disa janë vëzhguar deri më tani.”

Ekipi tani shpreson të gjejë dhjetëra burime të ngjashme në dy Retë e Magelanit me eROSITA. Kjo duhet t’i lejojë ata të kufizojnë më tej kushtet për paraardhësit e SN Ia.