Happipäällysteiset kääpiötähdet kertovat massiivisten tähtien lopusta
(12.11.2009 klo 21.01)
Linnunradasta on löydetty kaksi suunnilleen maapallon kokoista kappaletta, joita ympäröi happipitoinen kaasukehä. Ne eivät kuitenkaan ole mahdolliselle elämälle soveliaita planeettoja vaan elinkaarensa loppupäässä olevia tähtiä, ns. valkoisia kääpiötähtiä. Löydöt ovat merkittäviä siksi, että ne vahvistavat aurinkoa selvästi suurempien tähtien elinkaarelle tehtyjä teoreettisia malleja.
Saksalais-brittiläisenä yhteistyönä etsittiin laajasta tähtien kartoitusaineistosta, SDSS:sta (Sloan Digital Sky Survey) valkoisia kääpiötähtiä. Niiden joukosta löytyi kaksi, joita ympäröi happikerros. Tähdet SDSS 92208+2928 ja SDSS 1102+2054, sijaitsevat 220 ja 400 valovuoden päässä maapallosta.
Valkoiset kääpiötähdet syntyvät nykyteorioiden mukaan 7-10 auringon massan suuruisten tähtien poltettua loppuun ydinpolttoaineensa eli vedyn, heliumin ja hiilen. Tällaisten kääpiöiksi kutistuneiden tähtien ydin koostuu lähinnä hapesta ja neonista. Vielä hieman suuremmat tähdet räjähtävät supernovana ja luhistuvat sitten sen jälkeen pienikokoiseksi, mutta erittäin painavaksi neutronitähdeksi.
Teorioiden varmentaminen edellyttää ennustettujen lopputulosten löytämistä avaruudesta. Valkoisia kääpiötähtiä tunnetaan paljon, mutta yleensä niitä peittää vety- tai heliumkerros, joka estää tähden ytimen näkymästä. SDSS-aineistosta löydetyt kaksi valkoista kääpiötähteä ovat ensimmäiset jotka näyttävät sopivan ehdotettuun malliin.
Valkoisten kääpiötähtien syntyä kuvaavat teoriat ennustavat että ydinpolttoaineen loppuessa jäljelle jääneen happi-neon-ytimen pintaa peittää happi- ja hiiliatomeista koostuva kerros, joka estää hapen karkaamisen. Pintakerroksen paksuus riippuu siitä miten suuri tähti on alkujaan ollut. Mitä suurempi tähti on ja mitä lähempänä se on valkoiseksi kääpiöksi päätyvän tähden koon ylärajaa, sitä ohuempi kerros on.
Tutkijat olettavat että löydetyt valkoiset kääpiötähdet ovat olleet hyvin lähellä tätä ylärajaa eli hyvin massiivisia tähtiä, jotka eivät kuitenkaan ole räjähtäneet supernoviksi. Toistaiseksi ei ole kuitenkaan keinoa arvioida miten suuri niiden massa on nyt tai on ollut alkujaan.
(YLE tiede, Science Express)