Dva záhadné astronomické objekty, ktoré sú samy bielymi trpaslíkmi, mohli vzniknúť splynutím bielych trpaslíkov s menšou hmotnosťou. Tieto nebeské telesá majú zaujímavé vlastnosti naznačujúce, že predstavujú novú triedu hviezd. Jeden z nich obklopuje aj zvláštny polprstenec. Táto dvojica výborne ukazuje, že aj po „smrti“ hviezd sa s nimi môžu diať zaujímavé veci.
Ilaria Caiazzo, odborná asistentka na rakúskom Inštitúte vedy a technológií, v rámci svojho postdoktorandského výskumu objavila objekt ZTF J2008+4449, ktorý vyžaruje röntgenové lúče. Dlhotrvajúce krátkovlnné žiarenie, typicky pochádzajúce z bielych trpaslíkov, vzniká v dôsledku dopadu hmoty na mŕtvu hviezdu. Táto hmota však musí odniekiaľ prichádzať.
„Spočiatku sme si mysleli, že ide o dvojhviezdny systém,“ hovorí Andrei Cristea, ktorý v súčasnosti pôsobí ako doktorand pod vedením Caiazzovej. Bieli trpaslíci v dvojhviezdnych systémoch často odoberajú hmotu svojim sprievodným hviezdam hlavnej postupnosti. Najvýraznejším dôsledkom tohto procesu je vzplanutie bieleho trpaslíka ako novy, niekedy však tieto telesá namiesto toho produkujú röntgenové záblesky.
Výskumníci však nenašli žiadne známky sprievodnej hviezdy. Naopak, všetko nasvedčovalo tomu, že v systéme žiadna nie je. Aby mohla hmota prechádzať z jednej hviezdy na druhú, musia byť veľmi blízko seba, a preto býva ich rotácia synchronizovaná s obehom. Platí to najmä vtedy, ak má biely trpaslík také silné magnetické pole ako ZTF J2008+4449. Ten sa však otočí okolo vlastnej osi každých 6,6 minúty, takže prípadná sprievodná hviezda by musela byť nepredstaviteľne blízko.
Cristea pomenoval ZTF J2008+4449 Gandalf podľa čarodejníka, ktorý má vo zvyku hovoriť v hádankách. „Ak by bol Gandalf súčasťou dvojhviezdneho systému, tento systém by musel byť mimoriadne asynchrónny. To by z neho robilo ešte väčšiu záhadu, než akou už je,“ hovorí výskumník.
Podrobné skúmanie Gandalfa namiesto toho odhalilo signál podobný tomu, aký vzniká, keď bieleho trpaslíka obklopuje disk hmoty. V tomto prípade však signál počas šesťminútového rotačného cyklu hviezdy vykazoval dve maximá. „Nič také sme dosiaľ nevideli pri žiadnom bielom trpaslíkovi,“ hovorí Cristea. Signál naznačuje, že okolo Gandalfa obieha polkruhový prstenec ionizovaného plynu zachyteného v magnetickom poli hviezdy.
Zatiaľ nie je jasné, ako môže takýto polprstenec vzniknúť a pretrvávať. Užitočné však môže byť porovnanie s ďalším bielym trpaslíkom, ZTF J1901+1458, objaveným v roku 2021. Dostal prezývku „Moon-Sized“, teda veľký ako Mesiac, pretože ide o najmenšie dosiaľ objavené teleso tohto druhu. Rozmermi pripomína skôr Mesiac než ostatné pozostatky hviezd, ktoré bývajú typicky veľké ako planéty. Napriek tomu sa hmotnosťou veľmi približuje k maximálnej hodnote, ktorú môže biely trpaslík dosiahnuť bez toho, aby vybuchol. Tá je o 30 percent vyššia než hmotnosť Slnka.
Podobne ako Gandalf má aj Moon-Sized silné magnetické pole a rýchlo rotuje, takže ani pri ňom nie je pravdepodobná prítomnosť sprievodnej hviezdy. Zároveň však aj táto hviezda intenzívne vyžaruje v röntgenovej oblasti spektra. Pozorovania pri Moon-Sized neukazujú na prítomnosť prstenca ani polprstenca, no veľmi zvláštny je jeho vek. Kým Gandalf mohol svoju súčasnú podobu nadobudnúť pri zrážke približne pred 60 až 70 miliónmi rokov, Moon-Sized mohol vzniknúť asi pred 500 miliónmi rokov.
Keďže magnetické pole zvyčajne časom slabne, znamená to, že Moon-Sized sa buď nejakým spôsobom vyhol starnutiu, alebo mal na začiatku ešte neuveriteľnejšie silné magnetické pole. Ďalšou dôležitou vlastnosťou Moon-Sized je, že podľa všetkého nie je znečistený látkami, ktoré bieli trpaslíci často získavajú z pohltených asteroidov či planét.
Napriek rozdielom majú tieto dve telesá toľko spoločného, že ich odborníci považujú za predstaviteľov novej triedy bielych trpaslíkov. Zaujímavé je aj to, že nie sú ďaleko: Moon-Sized je vzdialený len 130 svetelných rokov a Gandalf približne 1.100 svetelných rokov. To naznačuje, že ak sa pozrieme do väčších vzdialeností, pravdepodobne nájdeme omnoho viac takýchto telies.
Výskumníci zvažujú tri možné scenáre vzniku takýchto hviezd. Podľa prvého vznikajú zo silne magnetickej hviezdy, ktorá rotuje dostatočne rýchlo na to, aby zo seba vyvrhla časť vlastnej hmoty. Druhou možnosťou je, že vznikli splynutím dvoch bielych trpaslíkov. Po tejto udalosti zostalo v ich okolí trochu hmoty, ktorá obieha okolo nového objektu po mimoriadne excentrickej dráhe a veľmi pomaly naň dopadá. Treťou možnosťou je, že obiehajúca hmota pochádza z nezávislého zdroja, no takisto na teleso dopadá pomaly.
