Termojaderná fúze na povrchu bílých trpaslíků zpomaluje jejich chladnutí, ovlivní to výpočet jejich stáří

08. 09. 2021

Hvězdy Bílý trpaslík Termojaderná fúze Hvězdokupy Hubble

Bílí trpaslíci jsou zbytky hvězdných jader, která postupně chladnou. Pro tyto objekty je typické, že v nich už neprobíhá termojaderná fúze, alespoň si to vědci doposud mysleli. Nová analýza více než 700 bílých trpaslíků nyní ukazuje, že v tenké slupce na povrchu bílých trpaslíků by fúze vodíku mohla pokračovat. Pokud se to potvrdí, mohlo by to znamenat zpochybnění stáří bílých trpaslíků a také některých hvězdokup.

Hvězdokupy M3 a M13

Image credit: ESA/Hubble & NASA, G. Piotto et al.

Když hvězdě velikosti Slunce dojde palivo pro termojadernou fúzi, odhodí svrchní vrstvy do svého okolí a její jádro se smrskne do malého hustého objektu. Výsledný bílý trpaslík dosahuje hmotnosti srovnatelné s hmotností Slunce, velikostí je však srovnatelný například se Zemí.

Vědci předpokládají, že z 98 % hvězd ve vesmíru nakonec vzniknou bílí trpaslíci. Neprobíhá v nich už termojaderná fúze a v průběhu svojí existence postupně chladnou. Nakonec z bílého trpaslíka vznikne trpaslík černý, je k tomu ale potřeba více času, než je stáří vesmíru.

Ke svému výzkumu vědci využili více než sedmi stovek bílých trpaslíků ve dvou kulových hvězdokupách: M3 a M13. Obě skupiny hvězd mají podle podílu těžkých prvků podobné stáří, liší se ale druhem hvězd, ze kterých časem vzniknou bílí trpaslíci. Ve hvězdokupě M13 jsou hvězdy modřejší a tedy s vyššími teplotami. Analýza ukázala, že kolem 70 % bílých trpaslíků v M13 zřejmě pokračuje ve fúzi vodíku.

Astronomové používají teplotu bílých trpaslíků společně s hmotností pro určení jejich stáří. Čím chladnější trpaslík, tím vyšší je jeho stáří. Termojaderná fúze na jejich povrchu by ale tento proces výrazně zpomalila a odhadované stáří by se tak mohlo lišit až o miliardu let.

Pokud se tyto závěry potvrdí, znamenalo by to nutnost přehodnocení stáří také některých hvězdokup. Vědci totiž využívají věk bílých trpaslíků pro odhadnutí i jejich stáří.