Gwiazdy mogą być bardzo różne, jednak ich ostateczny los prawie zawsze wygląda tak samo. Naukowcy szacują, że 97 proc. wszystkich gwiazd prędzej czy później zamieni się w białe karły. Taka przyszłość czeka również nasze Słońce.
Białe karły to obiekty powstałe po tym, jak w gwiazdach ustaną reakcje termojądrowe. Świecą w świetle widzialnym i bardzo powoli stygną. Ich czas istnienia liczy się w miliardach lat. Tyle potrzeba, by temperatura białego karła zrównała się z temperaturą otoczenia.
Wówczas, zakładają teorie, przekształci się on w czarnego karła. To obiekt hipotetyczny, bardzo trudny do zaobserwowania. Naukowcy przypuszczają, że żadne czarne karły jeszcze nie istnieją. Od początku Wszechświata upłynęło bowiem zbyt mało czasu, by powstały.
Rodzaje białych karłów
Obserwacje białych karłów wyjaśniają, z jakich gwiazd się narodziły. Wskazuje na to ich skład chemiczny. Jeśli masa gwiazdy była mniejsza od połowy masy Słońca, wówczas pozostawi ona po sobie helowego białego karła. Dzieje się tak, ponieważ była zbyt mała, by kiedykolwiek znaleźć się na etapie „spalania” helu.
Większe gwiazdy po ustaniu reakcji termojądrowych zamienią się w białe karły węglowe lub węglowo-tlenowe. To właśnie stanie się ze Słońcem, w którym na końcowym etapie jego życia dojdzie do fuzji helowej. Natomiast z jeszcze masywniejszych gwiazd narodzą się białe karły z tlenem, magnezem i neonem.
Planety wokół białych karłów
Dzięki spektroskopii naukowcy potrafią ustalić, jaki jest skład atmosfery danego obiektu kosmicznego, analizując emitowane przez niego światło. Poszczególne pierwiastki pozostawiają w nim swoje specyficzne „odciski” – linie spektralne, dzięki którym można je zidentyfikować. Stąd, obserwując światło docierające z białych karłów, astronomowie są w stanie określić ich skład.
W najnowszym wydaniu czasopisma naukowego „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” zespół naukowców z Uniwersytetu Warwick donosi o odkryciu dwóch białych karłów. Jeden z nich, oznaczony WDJ2147-4035, znajduje się 90 lat świetlnych od Ziemi. Naukowcy szacują, że gwiazda ma 10,7 mld lat. Natomiast od 10,2 mld lat istnieje w postaci białego karła.
Choć gwiazda ma czerwonawą barwę, formalnie jest to biały karzeł helowy, co wskazuje, że powstał ze stosunkowo małej gwiazdy. Jednak w jego skład wchodzą również cięższe pierwiastki: sód, lit i potas. Badacze są zdania, że to pozostałości układu planetarnego. Pierwiastki te pochodzą z planet zniszczonych i wchłoniętych przez gwiazdę, gdy kończyła swoje życie jako gwiazda głównego ciągu.
Drugi biały karzeł, WDJ1922+0233, jest nieco młodszy i ma niebieski odcień. Jego skład chemiczny wskazuje, że pochłonął fragmenty płaszcza planety podobnej do Ziemi.
Najstarszy układ planetarny
Odkrywcy są zdania, że wraz z WDJ2147-4035 zaobserwowali najstarszy układ planetarny w Drodze Mlecznej. Ma on prawie 11 mld lat, podczas gdy nasza Galaktyka powstała ok. 13,6 mld lat temu.
Według badaczy domieszki metali w białych karłach wskazują też, że Ziemia nie jest planetą unikatową. – W kosmosie muszą być inne układy planetarne z globami podobnymi do Ziemi – mówi Abbigail Elms, główna autorka pracy. – Znaleźliśmy najstarsze pozostałości układu gwiezdnego w Drodze Mlecznej zanieczyszczone przez resztki planet typu ziemskiego. Co ciekawe, te planety przestały istnieć na długo przed tym, zanim Ziemia w ogóle powstała – dodaje naukowczyni.
Bardzo zimny biały karzeł
Jak wyglądał ich koniec? Tego nie wiadomo. Prawdopodobnie gwiazdy znacznie powiększyły swoje rozmiary i wtedy wchłonęły otaczające je globy.
Starszy z karłów kryje w sobie dodatkowe tajemnice: zawiera wyjątkowo dużo litu i potasu. Jest też już bardzo chłodny. Ma temperaturę ok. 3050 K, czyli tylko 2,7 tys. st. C. Dla porównania, najgorętsze białe karły mają temperaturę ok. 150 tys. st. C. Natomiast temperatura wnętrza Słońca osiąga miliony stopni Celsjusza.
– Kiedy obie te gwiazdy powstały, ponad 10 mld lat temu, we Wszechświecie było o wiele mniej ciężkich pierwiastków, które tworzą się w końcowych etapach życia gwiazd. Dlatego dwa zaobserwowane białe karły dają nam wgląd w formowanie się planet w warunkach zupełnie innych niż te, w jakich rodził się Układ Słoneczny – podsumował prof. Pier-Emmanuel Tremblay, współautor pracy.
Źródła: University of Warwick, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
