Rotace bílých trpaslíků do hloubky

Bílí trpaslíci vznikají z hustých těžkých jader hvězd s nízkou až průměrnou hmotností. Po vyčerpání zásob jaderného paliva nejsou tyto hvězdy dostatečně hmotné na to, aby dosáhly ve svém jádře teploty potřebné k fúzi uhlíku. Typický bílý trpaslík má kolem 60 % hmoty Slunce stlačené do tělesa velikosti Země. Ze zákonu zachování momentu hybnosti vyplývá, že rotující těleso, které zmenší svůj poloměr na tuto velikost by mělo rotovat s periodou jen několik sekund až minut. Avšak pozorovaná skutečnost ukazuje něco jiného. Rotační periody všech doposud pozorovaných bílých trpaslíků se pohybují v řádech dnů až let.

Astronomové se domnívali, že vysvětlení jevu může být vhlubších vrstvách bílého trpaslíka, které třeba rotují rychleji než povrch.

Obecně mohou být pozorovány pouze nejzevnější vrstvy hvězdy, zatímco ty vnitřní zůstávají skryté a není možné je podrobněji prozkoumat. Avšak, během určitých fází vývoje hvězdy se tyto stávají nestabilními a pulzují, vysvětlil Gilles Fontain z univerzity v Montreálu, který je jedním z vědců, jenž pracovali na novém výzkumu. Během těchto fází je možné měřit periody vibračních módů přítomných v pulzující hvězdě.

Periody pulzačních módů závisí hlavně na globální struktuře pulzující hvězdy. Pokud tedy napozorujeme periodické změny jasnosti, můžeme takto získané údaje zpětně použít k modelování podpovrchových vrstev hvězdy. Jedná se o techniku známou jako astroseismologie.

Použitím této metody na bílého trpaslíka s označením PG 1159-035 zjistili Fontaine společně s dalšími vědci, že vnitřek hvězdy rotuje stejně pomalu jako její povrch. Navíc ještě objevili, že hvězda rotuje se stálou periodou 34 hodin až do hloubky 90 % jejího poloměru.

Co z toho tedy vyplývá? Především to, že vnitřní partie bílých trpaslíků neskrývají žádné rychle rotující oblasti a že tedy moment hybnosti celé hvězdy - předchůdce bílého trpaslíka - se musel přemístit do vyšších vrstev progenitora a pak byl odnesen rozptýlenou obálkou hvězdy. Zůstal jen pomalu rotující bílý trpaslík - jádro původní hvězdy.

Před započetím práce Fontaina a jeho kolegů, neexistoval žádný pozorováním podložený důkaz těchto přenosů, protože nebyl prozkoumán stav vnitřní rotace bílých trpaslíků. Pozorováním povrchových vrstev bylo zjištěno, že bílí trpaslíci rotují docela pomalu, ale toto bylo vymezeno pouze na oné povrchové vrstvy. Šlo si jistě představit, že pomalejší rotace vnějších vrstev by mohla zakrývat rychlou rotaci jádra rovnající se přibližně momentu hybnosti hvězdy. Místo tohoto se však ukázalo (přinejmenším v případě PG 1159-035), že tomu tak není, a že tato hvězda rotuje pomalu ve všech vrstvách. Tento fakt dále podpořil teorii, že vazby mezi jádrem hvězdy a vnější obálkou jsou poměrně silné a k přenosu momentu hybnosti do vnějších vrstev dochází v časovém intervalu 10.000 až 1.000.000 let v předchozím vývoji hvězdy. Jedná se tedy o velmi krátkou epizodu v životě hvězdy.

Tým vědců kolem Fontaina používá zmítěnou techniku i na jiné typy pulzujících hvězd, přičemž mezitím již analyzoval dostupná data dalších tří, jenž se podobají PG 1159-035.

Zdroj: http://www.astronomynow.com/news/n0909/24whitedwarf/