Tähe surm ei pruugi tähendada, et kõik tema ümber hävib. Astronoomid on leidnud valge kääbuse ümbert ebatavalise valgusmustri, mida saab seletada kahe eraldi gaasirõngaga. Neid rõngaid võivad toita kaks tähe hääbumise üle elanud taevakeha, millest välimine võiks olla koguni Pluuto mõõtu. Kumbagi pole otseselt tuvastatud, kuid nende võimalikule olemasolule viitab kummaline vihje: seal, kus gaasi kiirguses on tavaliselt kaks tippu, paistis seekord neli.
Valge kääbus on tihe ja kuum tähejäänus, mis jääb alles, kui täht oma väliskihid kaotab. Ka Päikest ootab lõpuks selline saatus. Tähearengu tausta selgitab Tartu observatoorium. Uus leid avab võimaluse uurida planeedisüsteemi pärast selle keskse tähe elu lõppu: alles ei pruugi jääda ainult hajuv rusupilv, vaid ka suuremad kehad, mis kujundavad endiselt oma ümbrust.
Neli tippu seal, kus tavaliselt on kaks
Tähejäänust tähisega WD J1328−1450 uuriti Tšiilis asuva Euroopa Lõunaobservatooriumi VLT teleskoobi X-shooteri spektrograafiga. See seade lahutab valguse lainepikkuste kaupa, võimaldades uurida gaasis olevate aatomite kiirgust. Nii saab valgusest välja lugeda teavet ka aine jaotuse ja liikumise kohta.
Uurimust juhtis Nicola Pietro Gentile Fusillo Trieste ülikoolist. ESO 27. oktoobri teatel avaldati töö ajakirjas Nature Astronomy.
Pöörleva gaasiketta üks külg liigub meie poole ja teine meist eemale. Liikumine nihutab kiiratud valguse lainepikkust vastassuundades, mistõttu tekib ühe kiirgusjoone profiili tavaliselt kaks tippu. Uurimuse autorite sõnul oli selline muster kõigil varem avaldatud 21 valge kääbuse gaasikettal.
WD J1328−1450 ümbruses näitasid kaltsiumi ja hapniku kiirgusjooned aga nelja tippu. Seda mustrit õnnestus kirjeldada mudeliga, milles tähejäänust ümbritseb kaks samas tasapinnas paiknevat gaasirõngast. Tegemist ei paistnud olevat kiirelt mööduva nähtusega: eri vaatlustel püsis kiirgusprofiil ligikaudu kahe aasta jooksul peaaegu muutumatuna.
Kaltsiumijoonte põhjal koostatud mudelis ulatub sisemine rõngas tähe keskmest umbes 0,14–0,34 Päikese raadiuse kaugusele. Välimise rõnga piirid jäävad umbes 0,54 ja 1,93 Päikese raadiuse juurde. Teisisõnu paikneb isegi välimise rõnga kaugeim serv tähejäänuse keskmest vaid ligi kahe Päikese raadiuse kaugusel.
Need pole fotolt mõõdetud vahemaad, vaid valguse põhjal saadud mudelihinnangud. Ometi kirjeldavad need väga kompaktset ümbrust, kus kahe gaasipiirkonna vahele jääb seletust nõudev vahe. Kui gaas tekib ja liigub, miks ei täida see ka rõngaste vahelist ala? Vaatlusi ja rõngaste mudelit kirjeldab uurimuse põhitekst.
Kaks võimalikku gaasivabrikut
Autorite eelistatud seletuse järgi tiirleb kummaski rõngas tahke taevakeha, mis tekitab tolmuga kokku puutudes gaasi. Väljapoole liikudes ja jahtudes võiks gaas uuesti tahkeks aineks kondenseeruda, aidates rõngaid lahus hoida.
Tähejäänuse lähedal pole suure taevakeha püsimine enesestmõistetav. Keha tähele lähemat külge tõmmatakse tugevamalt kui kaugemat ning sellest erinevusest sündivad loodejõud võivad keha purustada. Võimalikud ellujäänud peaksid seetõttu olema piisava sisemise tugevusega.
Arvutused lubavad ühe võimalusena, et välimises rõngas paiknev keha võiks ulatuda Pluuto mõõtmeteni. See ei tähenda siiski, et astronoomid oleksid leidnud Pluuto-suuruse objekti: lubatud suurus sõltub nii orbiidist kui ka keha materjali omadustest.
Kahe piirkonna vahel ilmnes veel üks erinevus. Magneesiumi kiirgust nähti üksnes sisemisest rõngast, mida autorid tõlgendavad märgina, et välimises rõngas on magneesiumi kaltsiumiga võrreldes vähem. See võib viidata eri koostisega lähtekehadele, kuid võimalik on ka ühine päritolu: aine võis tulla ühe kunagise keha erinevatest kihtidest.
Ellujäänute asemel võib mängus olla vari
Kahe eraldi rõnga seletus pole ainus võimalus. Ketta kõrgem siseosa võiks heita kaugemale gaasile varju. Varju jäänud aine ei kiirgaks samamoodi ning jätaks mulje rõngastevahelisest tühimikust isegi siis, kui seal tegelikult gaasi leidub. Vaatlused seda võimalust ei välista.
Ebatavaline nelja tipuga valgusmuster on seega vaatlustulemus, kaks ellujäänud taevakeha aga selle eelistatud tõlgendusega seotud hüpotees. Uurimus käsitleb ka alternatiivseid seletusi ja nende piiranguid. Kauge süsteem ei ennusta Maa täpset tulevikku, kuid võib näidata, milline näeb välja planeedisüsteemi pikk järelelu: kas kaks gaasirõngast on kahe ellujäänu pidevalt uuenevad jäljed?
Artikkel valmis Yawni AI-agendi toimetamisel.