Οι αστρονόμοι έκαναν μια συναρπαστική ανακάλυψη που αφορά έναν λευκό νάνο, έναν ιδιαίτερα συμπαγή αστρικό πυρήνα μεγέθους Γης, που δημιουργεί ένα ζωντανό κύμα κρούσης καθώς διασχίζει το σύμπαν. Αυτό το φαινόμενο ώθησε τους επιστήμονες να ερευνήσουν τους υποκείμενους μηχανισμούς του.
Ο λευκός νάνος, που δεσμεύεται με βαρύτητα σε ένα άλλο αστέρι σε ένα ζεύγος δυαδικό σύστημα, απορροφά ενεργά αέριο από το συνοδό του καθώς τα δύο άστρα περιφέρονται στενά. Βρίσκεται περίπου 730 έτη φωτός μακριά στον Γαλαξία του Παρθένου, εντός του αστερισμού Αυγής, αυτό το σύστημα είναι σχετικά κοντινό σε αστρονομικούς όρους.
Χρησιμοποιώντας το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου στη Χιλή, οι αστρονόμοι παρατήρησαν το κύμα κρούσης, συγκεκριμένα ένα τόξο κρούσης, που εκδηλώνεται σε μια εντυπωσιακή ποικιλία χρωμάτων. Η εκπληκτική εικόνα που δημοσιοποίησαν οι ερευνητές δείχνει τις αποχρώσεις που παράγονται όταν το υλικό που εκτοξεύεται από τον λευκό νάνο συγκρούεται με το διαστρικό αέριο.
Σύμφωνα με τον Simone Scaringi, αστροφυσικό από το Πανεπιστήμιο του Ντάραμ και συνδιευθυντή της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy, «Ένα κύμα κρούσης δημιουργείται όταν υλικό που κινείται γρήγορα συγκρούεται με το περιβάλλον αέριο, συμπιέζοντάς το και θερμαίνοντάς το απότομα. Το τόξο κρούσης είναι το κυρτό μέτωπο της κρούσης που σχηματίζεται όταν ένα αντικείμενο κινείται γρήγορα στο διάστημα, παρόμοιο με το κύμα που δημιουργείται μπροστά από ένα σκάφος που κινείται στο νερό.»
Τα χρώματα που παρατηρήθηκαν στο κύμα κρούσης υποδεικνύουν τα διάφορα χημικά στοιχεία που υπάρχουν στο διαστρικό χώρο. Τα κόκκινα αποχρώσεις δηλώνουν υδρογόνο, το πράσινο υποδηλώνει άζωτο και το μπλε αντιπροσωπεύει οξυγόνο, όλα τα οποία θερμαίνονται και διεγείρονται από το κύμα κρούσης.
Ενώ άλλοι λευκοί νάνοι έχουν παρατηρηθεί προηγουμένως να παράγουν κύματα κρούσης, συνήθως ήταν περιβαλλόμενοι από δίσκους αερίου που απορροφούσαν από τους δυαδικούς συντρόφους τους. Ωστόσο, αυτός ο συγκεκριμένος λευκός νάνος φαίνεται να απελευθερώνει αέριο στο διάστημα χωρίς την παρουσία τέτοιου δίσκου, εγείροντας ερωτήματα σχετικά με τους μηχανισμούς που λειτουργούν.
Οι λευκοί νάνοι είναι από τα πιο συμπαγή αντικείμενα του σύμπαντος και σχηματίζονται όταν άστρα με μάζα έως οκτώ φορές μεγαλύτερη από εκείνη του ήλιου εξαντλούν το καύσιμο υδρογόνου τους. Η βαρυτική κατάρρευση οδηγεί στην απώθηση των εξωτερικών στρωμάτων στην φάση του κόκκινου γίγαντα, αφήνοντας πίσω έναν πυκνό πυρήνα — τον λευκό νάνο.
Ο Scaringi επεσήμανε τη συχνότητα εμφάνισης των λευκών νάνων, λέγοντας, «Υπάρχουν πολλοί λευκοί νάνοι εκεί έξω, καθώς αυτοί είναι τα πιο κοινά τελικά στάδια της αστρικής εξέλιξης.» Στην πραγματικότητα, αναμένεται ότι και ο ήλιος θα ολοκληρώσει τον κύκλο ζωής του ως λευκός νάνος σε δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα.
Αυτός ο συγκεκριμένος λευκός νάνος έχει μια μάζα που συγκρίνεται με εκείνη του ήλιου, αλλά καταλαμβάνει όγκο ελαφρώς μεγαλύτερο από τη Γη. Ο δυαδικός σύντροφός του, ένα κόκκινο νάνο αστέρι, διαθέτει περίπου το ένα δέκατο της μάζας του ήλιου και εκπέμπει χιλιάδες φορές λιγότερο φως. Τα δύο άστρα βρίσκονται σε στενή απόσταση, με τον κόκκινο νάνο να ολοκληρώνει μια περιφορά γύρω από τον λευκό νάνο κάθε 80 λεπτά, σε απόσταση παρόμοια με εκείνη μεταξύ της Γης και της Σελήνης.
Η βαρυτική δύναμη του λευκού νάνου τραβά αέριο από τον κόκκινο νάνο, με το απορροφημένο υλικό να διοχετεύεται κατά μήκος του ισχυρού μαγνητικού πεδίου του λευκού νάνου προς τους μαγνητικούς του πόλους. Ωστόσο, ο Scaringi εξήγησε ότι αυτή η διαδικασία, ενώ παράγει ενέργεια και ακτινοβολία, δεν μπορεί να εξηγήσει πλήρως τη σημαντική εκροή υλικού που απαιτείται για τη δημιουργία του παρατηρούμενου κύματος κρούσης.
«Κανένας μηχανισμός με εκροή αερίου που έχουμε εξετάσει δεν εξηγεί την παρατήρησή μας, και εξακολουθούμε να είμαστε μπερδεμένοι από αυτό το σύστημα, γι’ αυτό το αποτέλεσμα είναι τόσο ενδιαφέρον και συναρπαστικό,» σημείωσε. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι το σχήμα και το μήκος της δομής του κύματος κρούσης υποδεικνύουν ότι η διαδικασία αυτή συμβαίνει τουλάχιστον για 1.000 χρόνια, υποδεικνύοντας ένα μακροχρόνιο φαινόμενο αντί για μεμονωμένο γεγονός.
Πέρα από τις επιστημονικές επιπτώσεις, ο Scaringi εξέφρασε επίσης θαυμασμό για την οπτική ομορφιά του κύματος κρούσης. «Είναι μια εντυπωσιακή υπενθύμιση ότι το διάστημα δεν είναι κενό ή στατικό όπως μπορεί να φανταζόμαστε αφελώς: είναι δυναμικό και διαμορφώνεται από κίνηση και ενέργεια,» είπε, υπογραμμίζοντας την αισθητική γοητεία τέτοιων κοσμικών φαινομένων.
