Οι λευκοί νάνοι θεωρούνται εδώ και δεκαετίες οι ψυχρές, αδρανείς στάχτες των άστρων: πυκνά, γερασμένα απομεινάρια που έχουν πάψει να παράγουν ενέργεια μέσω πυρηνικής σύντηξης και απλώς ψύχονται για δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως μια νέα μελέτη από το Kyoto University έρχεται να ανατρέψει την εικόνα αυτή, αποκαλύπτοντας ότι ορισμένοι λευκοί νάνοι όχι μόνο δεν είναι τόσο ήρεμοι, αλλά στην πραγματικότητα «υπερφορτίζονται» από αόρατες κοσμικές δυνάμεις. Και το αποτέλεσμα είναι εντυπωσιακό: γίνονται μεγαλύτεροι, θερμότεροι και ξεκινούν να αλληλεπιδρούν πολύ νωρίτερα απ’ ό,τι προέβλεπαν τα μοντέλα αστροφυσικής.
Στο κέντρο του φαινομένου βρίσκονται οι παλιρροϊκές δυνάμεις, οι ίδιες που στη Γη κινούν τους ωκεανούς λόγω της αλληλεπίδρασης με το φεγγάρι. Σε συστήματα λευκών νάνων που κινούνται σε εξαιρετικά στενές τροχιές, αυτές οι δυνάμεις αποδεικνύεται ότι είναι αρκετές για να θερμάνουν ολόκληρα άστρα.
Η ομάδα της Lucy Olivia McNeill μελέτησε ένα σύνολο διπλών λευκών νάνων που ολοκληρώνουν μια πλήρη περιφορά σε λιγότερο από μία ώρα. Σε αυτές τις εξωτικές διατάξεις, που θυμίζουν περισσότερο ακραία εργαστήρια φυσικής παρά συνηθισμένα αστρικά συστήματα, κάτι δεν ταίριαζε στα δεδομένα: αντί για ψυχρά, συρρικνωμένα άστρα στους 4.000 Kelvin, οι παρατηρήσεις έδειχναν θερμοκρασίες έως και 30.000 Kelvin και ακτίνες σχεδόν διπλάσιες από τις προβλέψεις. Με άλλα λόγια, οι λευκοί νάνοι φαίνονταν “φουσκωμένοι” και ενεργειακά υπερδραστήριοι χωρίς προφανή αιτία.
Η εξήγηση κρυβόταν στην παλίρροια. Όπως σημειώνει η McNeill, οι ερευνητές είχαν ήδη δει παλιρροϊκή θέρμανση σε άλλα σώματα, όπως στους αέριους γίγαντες, όπου η βαρυτική αλληλεπίδραση με το μητρικό άστρο οδηγεί σε ασυνήθιστα υψηλές θερμοκρασίες και εκκεντρικές τροχιές. Η σκέψη ήταν απλή: αν κάτι τέτοιο συμβαίνει με αέριους γίγαντες, γιατί να μη συμβαίνει και με τους λευκούς νάνους;
Η νέα θεωρητική μοντελοποίηση που ανέπτυξε η ομάδα προσδιορίζει ακριβώς πόση ενέργεια μπορεί να εισρεύσει σε έναν λευκό νάνο μέσω παλιρροϊκής παραμόρφωσης. Το αποτέλεσμα είναι εντυπωσιακό: ακόμη και ένας μικρότερος, πιο συμπαγής λευκός νάνος μπορεί να “ανακατέψει” το εσωτερικό του μεγαλύτερου συντρόφου του, εγχέοντας θερμότητα και κάνοντας το άστρο να διασταλεί σημαντικά. Αυτή η διαδικασία σηκώνει τη θερμοκρασία επιφάνειας πάνω από τους 10.000 Kelvin και διατηρεί το άστρο διογκωμένο για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η διόγκωση αυτή έχει δραματικές συνέπειες στον τρόπο που τα συστήματα εξελίσσονται. Οι λευκοί νάνοι είναι γνωστοί για τη συμπεριφορά τους ως εκφυλισμένη ύλη: όσο περισσότερη μάζα έχουν, τόσο μικρότεροι γίνονται. Η παλιρροϊκή θέρμανση έρχεται να ανατρέψει το αναμενόμενο αυτό μοτίβο, αναγκάζοντας τα άστρα να ξεκινήσουν τη διαδικασία ανταλλαγής μάζας πολύ νωρίτερα απ’ ό,τι πίστευαν οι αστροφυσικοί. Σύμφωνα με τα νέα δεδομένα, οι λευκοί νάνοι μπορεί να αρχίσουν αυτή την αλληλεπίδραση σε τροχιακές περιόδους έως και τρεις φορές μεγαλύτερες σε σχέση με τις παραδοσιακές προβλέψεις.
Αυτό δεν είναι απλώς μια λεπτομέρεια αστρικής φυσικής. Η στιγμή που δύο λευκοί νάνοι ανταλλάσσουν μάζα καθορίζει μια σειρά από εξελίξεις που μπορούν να οδηγήσουν σε μερικά από τα πιο εντυπωσιακά φαινόμενα του σύμπαντος: κατακλυσμικά γεγονότα, εκρήξεις nova και τις θρυλικές υπερκαινοφανείς τύπου Ia. Οι τελευταίες λειτουργούν σαν κοσμικά ορόσημα. Επειδή έχουν προβλέψιμη λαμπρότητα, χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση αποστάσεων και την κατανόηση της επέκτασης του Σύμπαντος. Κάθε νέα ματιά στους μηχανισμούς που τις προκαλούν μπορεί να αλλάξει τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε την κοσμική ιστορία.
Η ομάδα σκοπεύει να επεκτείνει τη μελέτη της σε λευκούς νάνους άνθρακα-οξυγόνου, τους πιο κοινούς και εκείνους που θεωρούνται βασικοί υποψήφιοι για την παραγωγή υπερκαινοφανών τύπου Ia μέσω συγχώνευσης. Τα νέα μοντέλα ίσως βοηθήσουν να αποσαφηνιστεί αν το σενάριο της διπλής εκφυλισμένης συγχώνευσης είναι πράγματι ρεαλιστικό ή αν απαιτείται μια εντελώς νέα προσέγγιση.
