Słońce i inne gwiazdy w Drodze Mlecznej emitują promieniowanie, które jest widoczne dla naszych oczu. Astronomowie znają wiele obiektów, które wyświecają znaczną część energii w formie promieniowania rentgenowskiego. Naukowcy z Obserwatorium Astronomicznego UW przyczynili się do odkrycia nowego mechanizmu produkcji promieniowania rentgenowskiego w gwiazdach. Odkrycie zostało opisane na łamach czasopisma „Nature Astronomy”.

Międzynarodowy zespół badawczy, w którym pracują naukowcy z UW, opisał badania obiektu ASASSN-16oh, którego rozbłysk zaobserwowano w grudniu 2016 roku. Gwiazda znajduje się w Małym Obłoku Magellana – sąsiedniej galaktyce odległej o około 200 tysięcy lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Ten obszar nieba jest regularnie badany od kilkunastu lat przez astronomów z zespołu OGLE. Jak pokazały prowadzone przez nich obserwacje fotometryczne, gwiazda pojaśniała kilkadziesiąt razy.

Astronomowie badający pojaśnienie ASASSN-16oh skierowali na ten obiekt orbitalne obserwatoria rentgenowskie: Swift i Chandra. Zauważono, że gwiazda emitowała duże ilości promieniowania rentgenowskiego, które musiało powstać w materii o temperaturze blisko miliona stopni.

Tzw. miękkie promieniowanie rentgenowskie – promieniowanie rentgenowskie o najniższych energiach – powstaje w bardzo gorącej materii, o temperaturze kilkuset tysięcy stopni. Do tej pory uważano, że może ono powstawać tylko w wyniku reakcji termojądrowych zachodzących na powierzchni białych karłów – małych, wypalonych gwiazd, które ściągają świeże paliwo (gaz zawierający wodór) z gwiazd-sąsiadek. Kiedy zgromadzi się dostatecznie dużo gazu i stanie się on wystarczająco gorący, rozpoczyna się w nim łańcuch reakcji termojądrowych i cała powierzchnia gwiazdy wybucha.

Obserwacje zebrane przez astronomów wykluczają jednak tak gwałtowną eksplozję. Emisja rentgenowska pochodzi z niewielkiego fragmentu powierzchni białego karła.

Naukowcy uważają, że promieniowanie rentgenowskie powstało w wyniku akrecji – procesu gromadzenia się materii na powierzchni białego karła. ASASSN-16oh to w rzeczywistości układ dwóch gwiazd – czerwonego olbrzyma i białego karła. Ponieważ przepływ materii z jednej gwiazdy na drugą nie jest stabilny, to kiedy gaz zaczyna opadać w większym tempie, jasność całego układu gwałtownie rośnie.

Odkrycie pokazuje, że w przyrodzie istnieją dwa rodzaje produkcji miękkiego promieniowania rentgenowskiego: reakcje syntezy termojądrowej i akrecja.

Obserwacje te są niezmiernie ważne nie tylko dla astronomów zajmujących się badaniem źródeł promieniowania rentgenowskiego w kosmosie. Opublikowane wyniki mogą również przyczynić się do lepszego zrozumienia ekspansji wszechświata. Do pomiarów rozszerzania się wszechświata wykorzystuje się supernowe typu Ia. Uważa się, że ich moc promieniowania jest stała – mierząc obserwowaną jasność supernowej można zmierzyć odległość do macierzystej galaktyki. Przypuszcza się, że supernowe typu Ia powstają w wyniku wybuchów białych karłów, jednak mechanizm eksplozji i ich pochodzenie nie są dobrze zrozumiane i nie wiadomo, czy supernowe powstałe w najstarszych galaktykach wyglądają tak samo, jak te obecne.

Artykuł „Unconventional origin of supersoft X-ray emission from a white dwarf binary” opublikowany w „Nature Astronomy” pokazuje, że układy biały karzeł-czerwony olbrzym, podobne do ASASSN-16oh, mogą stać się w przyszłości supernowymi typu Ia.