Termonukleární aktivita pomalu stárnoucích bílých trpaslíků?

Současný pohled na bílé trpaslíky, jako netečné a pomalu chladnoucí hvězdy, byl zpochybněn pozorováním z HST. Mezinárodní tým astronomů objevil první důkaz, že bílí trpaslíci mohou zpomalit své stárnutí spalováním vodíku na jejich povrchu, tedy stabilní termonukleární aktivitou.

Bílí trpaslíci jsou pomalu chladnoucí hvězdy, které v posledních fázích aktivního života odhodily své vnější vrstvy. Jsou to běžné objekty ve vesmíru, zhruba 98 % všech hvězd nakonec skončí jako bílí trpaslíci. Včetně našeho Slunce, které je staré asi 4,6 miliardy let a životnost má asi 10 miliard let. Dnes se Slunce skládá ze 74,9 % vodíku, 23,8 % helia a jen 1,3 % ostatních prvků, které astronomové označují jako kovy. Tedy prvky tvořící onu metalicitu hvězdy.

Ke konci života se Slunce neuvěřitelně nafoukne a přejde do stadia rudého obra. Sežehne povrch Země i dalších planet, které budou ležet uvnitř řídké atmosféry rudého obra. Pak Slunce odhodí svůj vnější obal a obnažené jádro se smrští do podoby velice hustého bílého trpaslíka o velikosti zhruba naší Země.

Aby astronomové prověřili fyziku, která je základem evoluce bílých trpaslíků, porovnali populace bílých trpaslíků ve dvou kulových hvězdokupách: M3 v souhvězdí Honících psů a M13 v souhvězdí Herkula.

Tyto dvě hvězdokupy mají mnoho společných vlastností - stáří a metalicitu (za kovy se v astronomii označují všechny prvky těžší vodíku a helia), avšak populace hvězd, které nakonec dají vzniknout bílým trpaslíkům, se liší. Především celková barva hvězd v evoluční fázi známé jako horizontální větev je v M13 modřejší, což ukazuje na populaci žhavějších hvězd. Díky tomu jsou tak hvězdokupy M3 a M13 dokonalou přírodní laboratoří, ve které lze testovat, jak chladnou různé populace bílých trpaslíků.

S pomocí WFC 3 (Wide Field Camera 3) zkoumali astronomové hvězdokupy M3 a M13 na vlnových délkách blízkých ultrafialovému záření. Porovnáním více než 700 bílých trpaslíků v obou hvězdokupách zjistili, že M3 obsahuje standardní bílé trpaslíky, kteří jsou pomalu chladnoucími hvězdnými jádry. Naproti tomu hvězdokupa M13 obsahuje dvě populace bílých trpaslíků: standardní bílé trpaslíky a ty, kterým se podařilo udržet vnější obal z vodíku a tudíž se ochlazovat pomaleji. V M13 je takovýchto "omlazených" bílých trpaslíků asi 70 %.

Tento objev bude zřejmě mít důsledky pro to, jak astronomové měří stáří hvězd v Mléčné dráze. Evoluce byla dosud modelována jako předvídatelný proces plynulého ochlazování. Tento relativně přímočarý vztah mezi stářím a teplotou vedl astronomy k tomu, že na jeho základě určovali stáří hvězd a hvězdokup. Bílí trpaslíci spalující vodík však zřejmě způsobují, že tyto odhady stáří jsou nepřesné až o miliardu let a že proces stárnutí a ochlazování těchto hvězd citelně zpomalují.

• Zdroj: Hubble Discovers Hydrogen-Burning White Dwarfs Enjoying Slow Ageing