Μπορεί ορισμένα νεκρά άστρα να είναι πολύ πιο βαριά απ’ όσο πίστευαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες; Νέες προσομοιώσεις υποδεικνύουν ότι ισχυρά μαγνητικά πεδία στο σύμπαν ενδέχεται να επιτρέπουν σε ορισμένους λευκούς νάνους να αποκτούν μάζα έως και 2,4 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου.
Το εύρημα της σχετικής μελέτης που δημοσιεύτηκε στο The Astrophysical Journal Letters αμφισβητεί ένα από τα πιο γνωστά όρια της αστροφυσικής και ίσως βοηθήσει στην εξήγηση ορισμένων ασυνήθιστα φωτεινών αστρικών εκρήξεων.
Τι είναι το όριο Chandrasekhar;
Οι λευκοί νάνοι είναι τα εξαιρετικά πυκνά αστρικά υπολείμματα που απομένουν όταν ορισμένα άστρα εξαντλήσουν τα πυρηνικά τους καύσιμα και αποβάλουν τα εξωτερικά τους στρώματα. Παρότι έχουν περίπου το μέγεθος της Γης, μπορεί να περιέχουν μάζα αντίστοιχη με εκείνη του Ήλιου ή και μεγαλύτερη.
Για τους λευκούς νάνους χωρίς ισχυρά μαγνητικά πεδία ή γρήγορη περιστροφή, οι επιστήμονες έχουν προσδιορίσει ένα ανώτατο όριο μάζας, περίπου 1,4 φορές τη μάζα του Ήλιου. Είναι γνωστό ως όριο Chandrasekhar και αποτελεί βασικό στοιχείο για την κατανόηση της εξέλιξης των άστρων.
Όταν ένας λευκός νάνος, που αποτελείται κυρίως από άνθρακα και οξυγόνο, πλησιάσει αυτό το όριο, οι συνθήκες στο εσωτερικό του μπορεί να οδηγήσουν στην ανάφλεξη του άνθρακα και σε μια ισχυρή θερμοπυρηνική έκρηξη, γνωστή ως υπερκαινοφανής τύπου Ia.
Πώς τα μαγνητικά πεδία αλλάζουν τα δεδομένα στο Σύμπαν;
Οι επιστήμονες τροποποίησαν ένα πρόγραμμα προσομοίωσης της αστρικής εξέλιξης, ώστε να συμπεριλάβουν την επίδραση των μαγνητικών πεδίων και τη σταδιακή ψύξη των λευκών νάνων.
Στη συνέχεια, μοντελοποίησαν ένα διπλό αστρικό σύστημα, στο οποίο ένας λευκός νάνος απορροφά σταδιακά ύλη από ένα γειτονικό άστρο. Η διαδικασία αυτή, που ονομάζεται προσαύξηση, αυξάνει τη μάζα του.
Οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι καθώς συσσωρεύεται ύλη, ο λευκός νάνος συμπιέζεται από τη βαρύτητα και το εσωτερικό μαγνητικό του πεδίο ενισχύεται. Η μαγνητική πίεση μπορεί να προσφέρει πρόσθετη στήριξη απέναντι στη βαρύτητα, επιτρέποντάς του να συγκρατήσει μεγαλύτερη μάζα.
Σε ένα από τα μοντέλα, ένας λευκός νάνος έφτασε περίπου τις 2,4 ηλιακές μάζες, ενώ ένα αντίστοιχο μοντέλο χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι μαγνητικές επιδράσεις σταμάτησε στις 1,4.
Σύμπαν και εκρήξεις των άστρων
Το εύρημα ενδέχεται να βοηθήσει στην κατανόηση ορισμένων υπερκαινοφανών τύπου Ia που είναι πολύ πιο φωτεινοί από το αναμενόμενο. Οι εκρήξεις αυτές αποτελούν σημαντικό εργαλείο για τους αστρονόμους, καθώς η φωτεινότητά τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό αποστάσεων στο Σύμπαν και τη μελέτη της διαστολής του.
Αν ορισμένοι λευκοί νάνοι φτάνουν σε μεγαλύτερες μάζες πριν εκραγούν, αυτό ενδέχεται να επηρεάζει την ενέργεια και τη φωτεινότητα των εκρήξεων.
Οι ερευνητές επισημαίνουν, ωστόσο, ότι τα αποτελέσματα προέρχονται από υπολογιστικές προσομοιώσεις και όχι από άμεση παρατήρηση άστρων που φτάνουν σε αυτές τις ακραίες μάζες. Πρόκειται για ένα πιθανό μοντέλο αστρικής εξέλιξης που χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση.
