ננסים לבנים הם הליבות הדחוסות שנותרות מאחור כאשר כוכבים מגיעים לשלב הסופי בחייהם - וקורסים. מדובר בגרמי שמיים המהווים את השלב האחרון במחזור החיים של כוכבים. גודלם דומה לזה של כדור הארץ, בעוד שמשקלם בדרך כלל הוא כמחצית ממשקל השמש. ליבות הננסים הלבנים מורכבות מפחמן וחמצן, עם שכבות פני שטח של הליום ומימן. בעוד שננסים לבנים נפוצים ביקום, אלו בעלי מסה גבוהה במיוחד (ששוקלים יותר מהשמש) הם נדירים ומסתוריים.
במחקר שפורסם בכתב העת Nature Astronomy גילה צוות אסטרונומים מאוניברסיטת וורוויק באנגליה ננס לבן בעל מסה גבוהה, הממוקם במרחק של 130 שנות אור מכדור הארץ. השם שניתן לו הוא WD 0525+526, כשמסתו גדולה ב-20% מזו של השמש. עם זאת, האופן שבו נוצר הננס הלבן, שנחשב ל"אולטרה-מאסיבי", הובן עד כה באופן חלקי בלבד.
3 צפייה בגלריה
הדמיה של מיזוג הכוכבים החמים, שיצר את הננס הלבן האולטרה-מאסיבי WD 0525+526
(איור: Dr. Snehalata Sahu/University of Warwick)
ננס לבן כזה יכול להיווצר מקריסה של כוכב מסיבי. עם זאת, נתוני קרינה אולטרה-סגולה מטלסקופ החלל האבל גילו כי ב-WD 0525+526 יש כמויות קטנות של פחמן העולות מליבתו לאטמוספרה העשירה במימן – דבר המצביע על כך שמקורו של ננס לבן זה איננו בכוכב מאסיבי אחד.
"באור אופטי (סוג האור שאנו רואים בעיניים), WD 0525+526 נראה כמו ננס לבן כבד אך רגיל", אמרה ד"ר סנהאלאטה סאהו מאוניברסיטת וורוויק. "עם זאת, באמצעות תצפיות אולטרה-סגולות שהתקבלו עם האבל, הצלחנו לזהות חתימות פחמן חלשות שלא היו גלויות לטלסקופים אופטיים. הכמויות המזעריות הללו מהוות סימן מעיד על כך שהננס הלבן העצום הוא ככל הנראה שריד של מיזוג בין שני כוכבים שהתנגשו".
בדרך כלל, מימן והליום יוצרים מעטפת עבה דמוית מחסום סביב ליבת ננס לבן, ושומרים על יסודות כמו פחמן מוסתרים. במיזוג של שני כוכבים, שכבות המימן וההליום יכולות להישרף כמעט לחלוטין כאשר הכוכבים מתאחדים. לכוכב הבודד שנוצר יש מעטפת דקה מאוד שכבר אינה מונעת מפחמן להגיע לפני השטח – זה בדיוק מה שהתגלה ב-WD 0525+526.
אנטואן בדארד מאוניברסיטת וורוויק, הוסיף ואמר כי שכבות המימן וההליום נמדדו כדקות פי עשרה מיליארד מאשר בננסים לבנים טיפוסיים. "עם זאת, בהשוואה לשרידי מיזוג אחרים, התגלתה כמות פחמן פחותה על פני השטח, בשיעור של פי 100 אלף. רמת הפחמן הנמוכה, יחד עם הטמפרטורה הגבוהה של הננס הלבן (כמעט פי ארבעה חמה יותר מהשמש), מצביעה על כך ש-WD 0525+526 נמצא בשלב מוקדם בהרבה באבולוציה שלו לאחר המיזוג מאלה שנמצאו בעבר".
מה שמוסיף לתעלומה הוא כיצד פחמן מגיע לפני השטח בכוכב החם בהרבה הזה. בעוד ששרידי המיזוג האחרים נמצאים בשלב מתקדם יותר של האבולוציה שלהם וקרירים מספיק כדי שכמות הפחמן על פני השטח תהיה גדולה, WD 0525+526 חם מדי עבור תהליך זה.
3 צפייה בגלריה
הדמיה של מיזוג הכוכבים החמים, שיצר את הננס הלבן האולטרה-מאסיבי WD 0525+526
(איור: Dr. Snehalata Sahu/University of Warwick)
במקום זאת, הצוות זיהה תהליך שנראה לראשונה בננס הלבן הייחודי – תהליך שהוביל לעלייה איטית של כמויות פחמן קטנות לאטמוספרה העשירה במימן של הכוכב. "מציאת ראיות ברורות למיזוגים בננסים לבנים בודדים היא נדירה", הסביר פרופ' בוריס גנסיקה, מהמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת וורוויק. "אבל ספקטרוסקופיה אולטרה-סגולה נותנת לנו את היכולת לזהות סימנים אלה בשלב מוקדם, כאשר הפחמן עדיין בלתי נראה באורכי גל אופטיים. מכיוון שהאטמוספרה של כדור הארץ חוסמת קרינה אולטרה-סגולה, תצפיות אלה חייבות להתבצע מהחלל, וכיום רק האבל (שלאחרונה מלאו 35 שנים לשיגורו) יכול לעשות זאת. עם זאת, חשוב מאוד לתכנן טלסקופ חלל חדש שבסופו של דבר יחליף אותו".
ככל ש-WD 0525+526 ממשיך להתפתח ולהתקרר, כך צפויה כמות הפחמן לגדול על פני השטח שלו לאורך זמן. נכון לעכשיו, הזוהר האולטרה-סגול שלו מספק הצצה נדירה לשלב המוקדם ביותר של מיזוג כוכבים - ונקודת ייחוס חדשה לאופן שבו שני כוכבים שמקיפים מרכז משותף מסיימים את חייהם.
