Atrastosios žvaigždės atmosfera – turtingiausia deguonimi iš visų žinomų Visatoje. Keistoji žvaigždė – iki šiol nežinoto tipo baltoji nykštukė, kurią atrado brazilų astronomų kolektyvas, kuriems vadovavo Federalinio Rio Grande do Sul universiteto (Brazilija) astronomas Kepleris de Souza Oliveira.
Įstabioji deguonies žvaigždė atrasta puikiai žinomame baltųjų nykštukių spiečiuje, kurį sudaro apie 32 tūkst. tokio tipo žvaigždžių. Ši žvaigždė – vienintelė ir pirmoji astronomijos istorijoje, turinti beveik gryną deguonies atmosferą.
Darbinis žvaigždės pavadinimas – SDSSJ124043.01+671034.68. Tiesa, K.de Souzos Oliveiros vadovaujami astronomai ją neformaliai vadina „Dox“ (tariama dy-oks). Straipsnis apie atradimą publikuotas žurnale „Science“.
„Tai tiesiog neįtikėtina! – nuostabos neslėpė atradimo autorius. – Tokių baltųjų nykštukių iki šiol nebuvo ar bent jau apie tokių egzistavimą nė neįtarėme. Galbūt kaip tik dėl to buvo taip sunku ją surasti.“
Baltosios nykštukės
Baltąsias nykštukes galima vadinti kosmoso senolėmis. Tai – supertankūs plazmos ir sunkiųjų elementų kamuoliai, likę užgesus nedidelėms žvaigždėms, kurios prieš savo egzistencijos pabaigą nusimeta išorinius plazmos sluoksnius. Baltąja nykštuke po milijardų metų virs ir mūsų Saulė. Beje, baltosiomis nykštukėmis virsta, galima sakyti, visos žvaigždės, išskyrus 3 proc. stambiausių Visatos žvaigždžių.
Nors deguonies gaubiama žvaigždė yra tik šiek tiek didesnė už Žemės planetą, kurioje gyvename, jos masė sudaro net apie 60 proc. mūsiškės Saulės masės.
Žvaigždės atradimo stebėjimuose nedalyvavęs Vorviko universiteto (Jungtinė Karalystė) astronomas Borisas Gänsicke patvirtino, kad egzotiškoji baltoji nykštukė turi beveik gryno deguonies atmosferą su menkomis neono, magnio ir silicio priemaišomis. „Cheminė žvaigždės sudėtis yra unikali – tokio tipo baltosios nykštukės iki šiol buvo nežinomos. Veikiausiai, unikali atmosfera susidarė dėl kažkokių ypatingai retų procesų“, – teigė jis.
Kodėl deguonies gausi žvaigždės atmosfera tokia netikėta? K.de Souza Oliveira atkreipia dėmesį, kad žvaigždė užminė ir daugiau mįslių. Pavyzdžiui, visų kitų baltųjų nykštukių atmosferoje dominuoja lengviausi elementai vandenilis ir helis, mat į žvaigždės paviršių jie iškyla natūraliai, nes yra lengviausi.
„Kur dingo šios žvaigždės lengviausi elementai? – klausia tyrimo autorius. – Ir kaip jie dingo?“
Nuobodaus darbo vaisiai
Keistoji žvaigždė buvo atrasta duomenų masyve, kurį sudarė informacija, surinkta stebint net 4,5 mln. žvaigždžių. Šie duomenys surinkti per pastaruosius 15 metų Naujosios Meksikos observatorijoje, vykdant „Sloan Digital Sky Survey“ projektą. Šią neįkainojamą deguonies smiltelę neaprėpiamose žvaigždžių kopose aptiko vienas iš K.de Souzos Oliveiros studentų – Gustavo Ourique.
Jo užduotis buvo ieškoti keistų, neįprastų baltųjų nykštukių. Jis darbavosi su duomenų masyvu, kurį sudarė apie 300 tūkst. stebėtų žvaigždžių. Kiekvienam stebėjimui buvo suteiktas nesudėtingo grafiko pavidalas, kuriame buvo vaizduojamos žvaigždės spektro spalvos. Kadangi kompiuteriui užduotis „surask ką nors keisto ir šaunaus“ neįveikiama, G.Ourique teko visus tuos 300 tūkst. grafikų peržiūrėti savo akimis.
„Po keleto mėnesių rutininio darbo jis įgudo per dieną peržiūrėti po 1–2 tūkst. grafikų“, – pasakoja dėstytojas. – Jis įgudo juos skaityti lyg knygą. Nuobodaus darbo vaisiai atsipirko – jis pastebėjo vieną labai neįprastą grafiką. Tai ir buvo Dy-oksė.“
Iš kur tiek deguonies?
K.de Souza Oliveira pabrėžia, kad sunkesnių elementų (anglies, deguonies) pėdsakų aptinkama gana dažnai – vienoje iš penkių baltųjų nykštukių atmosferų. Tačiau kad baltosios nykštukės atmosferą sudarytų 99,9 proc. deguonies – to, švelniai tariant, per daug.
Baltosios nykštukės atmosfera niekada nebūna grynas vieno kurio nors cheminio elemento koncentratas – dažniausiai tai būna lengvųjų elementų „baseine“ plaukiojantys sunkesnių elementų fragmentai.
Bene labiausiai gluminantis šio atradimo aspektas – deguonies atomų įprastai aptinkama gerokai sunkesnėse baltosiose nykštukėse. Mažesnės baltosios nykštukės yra lengvesnių žvaigždžių liekanos, kuriose deguonies atomai nesintezuojami. Skaičiavimai byloja, kad neįprasta žvaigždė turėtų būti mažiausiai dvigubai masyvesnė nei yra dabar, kad būtų sugebėjusi pasigaminti šiek tiek deguonies atomų.
Iš kur tų atomų žvaigždė gavo tiek, kad jie sudaro 99,9 proc. jos atmosferos?
Ši žvaigždė prieštarauja visiems pagrindiniams baltųjų nykštukių žvaigždėdaros ir evoliucijos sampratos dėsningumams.
K.de Souza Oliveira mėgina įsivaizduoti, kad kadaise tai galėjo būti kur kas masyvesnė baltoji nykštukė, kuri buvo dvinarės žvaigždžių sistemos narė. Ji turėjo žvaigždę sesę, kuri galėjo būti maždaug mūsų Saulės dydžio. Atstumas tarp šių žvaigždžių galėjo būti maždaug toks, koks yra tarp Saulės ir Veneros.
Egzistencijos pabaigoje žvaigždės partnerė pradėjo nusimetinėti savąjį vandenilio apvalkalą ir virto raudonąja milžine. Tokios stadijos mirštanti žvaigždė sparčiai pučiasi – ko gero, ji išsipūtė taip, kad prarijo ir kaimynę. Tyrimo autorius formuluoja prielaidą, kad galbūt naujai atrasta žvaigždė pradėjo siurbti raudonosios milžinės plazmą.
„Kai šio proceso metu temperatūra pakilo iki keleto milijonų laipsnių, įvyko sprogimas, – samprotauja K.de Souza Oliveira. – Sprogimas išsvaidė didžiąją dalį žvaigždės vandenilio ir helio. Taip neretai nutinka kitoms dvinarėms žvaigždėms, bet niekada nebūna taip, kad po sprogimo lieka tik deguonis.“
