Astronomowie znaleźli białego karła, który był kiedyś dwoma białymi karłami. Para gwiazd połączyła się w jedną około 1,3 miliarda lat temu. Powstała gwiazda o nazwie WDJ0551 + 4135 znajduje się w odległości około 150 lat świetlnych.
Biały karzeł jest końcowym stanem gwiazd takich jak nasze Słońce. Po zużyciu paliwa jądrowego wydalają swój materiał zewnętrzny. Pozostaje nieopisanie gęsty zbiór materii, bez fuzji. Jego jasność pochodzi z magazynowanej energii cieplnej.
„Ta gwiazda wyróżniała się jako coś, czego nigdy wcześniej nie widzieliśmy”.
Główny autor Mark Hollands, University of Warwick.
Ten biały karzeł różni się od innych. Zwykle atmosfera białego karła nie zawiera dużo węgla. Ale WDJ0551 + 4135 ma atmosferę o podwyższonym poziomie węgla. Jest również znacznie masywniejszy niż typowy biały karzeł.
Obie te cechy wyróżniały astronomów za nowym badaniem zapowiadającym odkrycie. Głównym badaczem badania jest dr Mark Hollands z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Warwick. Badanie nosi tytuł „Ogromny biały karzeł z mieszaną atmosferą wodór-węgiel jako prawdopodobna pozostałość po fuzji”. Został opublikowany w wydaniu Nature Astronomy z 2 marca.
Zanim gwiazda stanie się białym karłem, przechodzi przez fazę czerwonego giganta. Jeśli czerwony olbrzym nie ma wystarczającej masy do stopienia węgla, wówczas węgiel i tlen gromadzą się w masie w centrum gwiazdy. Gdy gwiazda zrzuca swoje zewnętrzne warstwy, ostatecznie pozostawia po sobie tylko resztkę, białego karła. Większość krasnoludów składa się przede wszystkim z tego węgla i tlenu, choć istnieją też inne typy.
Ale zwykle ten węgiel nie jest widoczny. Gruba warstwa helu zwykle ją blokuje. W swoich badaniach zespół użył teleskopu Williama Herschela do zbadania spektroskopowego białego karła. To pokazało, że atmosfera miała niezwykle wysoką zawartość węgla, co nie powinno być możliwe.
„Ta gwiazda wyróżniała się jako coś, czego nigdy wcześniej nie widzieliśmy. Można się spodziewać zewnętrznej warstwy wodoru, czasem zmieszanej z helem, lub po prostu mieszanki helu i węgla ”- powiedział główny autor Hollands w komunikacie prasowym. „Nie spodziewasz się, że zobaczysz tę kombinację wodoru i węgla w tym samym czasie, gdy między nimi powinna znajdować się gruba warstwa helu, która to zabrania. Kiedy na to spojrzeliśmy, nie miało to sensu ”.
Mówiąc gwiezdnie, większość białych karłów nie jest aż tak masywna. Zazwyczaj są około 0,6 razy masywniejsze niż nasze Słońce. Ale WDJ0551 + 4135 jest inny. Jego masa jest prawie dwukrotnie większa niż typowego białego karła, przy masie słonecznej 1,14. Nadal jest niezwykle kompaktowy jak na obiekt o tak dużej masie, podobnie jak inne białe karły. To tylko około dwóch trzecich średnicy Ziemi.
Prędkość w przestrzeni również nie pasuje do innych białych karłów. Astronomowie używają terminu „lokalny standard odpoczynku”, aby opisać średni ruch materii w Drodze Mlecznej. Wynosi od 202 do 241 km / s. Ale WDJ0551 + 4135 podróżuje z prędkością 129 ± 5? Km?1 w stosunku do lokalnego standardu odpoczynku, znacznie szybciej niż w innych sprawach.
Ponieważ starsze gwiazdy podróżują szybciej niż młode, krążąc po Drodze Mlecznej, ten biały karzeł musi się starzeć. W rzeczywistości jego duża prędkość oznacza, że jest szybsza niż 99% innych białych karłów w galaktyce. W swoim badaniu autorzy mówią: „Odkryliśmy, że ta prędkość jest na 99. percentylu trójwymiarowego (3D) rozkładu prędkości pobliskich białych karłów o podobnych wielkościach bezwzględnych. Ponieważ dyspersja prędkości gwiazd wzrasta wraz z wiekiem układu, szybka kinematyka WD J0551 + 4135 może oznaczać wiek układu znacznie starszy, niż wynikałoby to po prostu z chłodzenia białego karła. ”
Wszystkie trzy cechy odróżniają go od innych białych karłów: jego prędkość / wiek, jego masa i widoczny węgiel.
„Jedynym sposobem na wyjaśnienie tego jest połączenie się dwóch białych karłów”.
OŁÓW AUTOR MARK HOLLANDS, UNIWERSYTET WARWICK.
„Mamy skład, którego nie jesteśmy w stanie wyjaśnić poprzez normalną ewolucję gwiazd, masę dwukrotnie większą od średniej dla białego karła i wiek kinematyczny starszy od wieku wyprowadzonego z chłodzenia”, powiedział Hollands. „Jesteśmy prawie pewni, jak jedna gwiazda tworzy jednego białego karła i nie powinna tego robić. Jedynym sposobem na wyjaśnienie tego jest połączenie się dwóch białych karłów. ”
Połączony karzeł jest prawdopodobnie wynikiem miliardów lat ewolucji gwiezdnej w podwójnym układzie gwiazd. Jedna z gwiazd osiąga fazę czerwonego giganta przed swoim partnerem i rozszerza się, otaczając partnera. Gdy pierwsza gwiazda kurczy się, orbita między nimi zbliża się. Następnie druga gwiazda przechodzi przez fazę czerwonego giganta, rozszerzając i otaczając drugą.
Trwa to miliardy lat, ale w końcu emisja fali grawitacyjnej sprawia, że orbita kurczy się jeszcze bardziej. Koniec jest w zasięgu wzroku, a może małżeństwo, a kiedy orbita wystarczająco się skurczy, gwiazdy zlewają się w jedną.
„Nie ma tak wielu białych karłów tak masywnych, chociaż jest więcej, niż można się spodziewać, co sugeruje, że niektóre z nich prawdopodobnie powstały w wyniku fuzji”.
OŁÓW AUTOR MARK HOLLANDS, UNIWERSYTET WARWICK.
Astronomowie przewidzieli istnienie połączonych białych karłów, ale ten wciąż przełamuje oczekiwania. Przewidują, że fuzje powinny odbywać się między dwoma białymi karłami różnych rozmiarów. Ale WDJ0551 + 4135 wydaje się być połączeniem karłów podobnej wielkości.
Istnieje górna granica masy białych karłów, nawet dla połączonych par. Jeśli powstały obiekt gwiezdny jest wystarczająco masywny, wybuchnie jako niekontrolowana supernowa termiczna. Astrofizycy uważają, że limit wynosi około 1,4 mas Słońca, ale nie są pewni. Możliwe, że obiekty mogą eksplodować jako supernowe przy masie mniejszej niż 1,4 Słońca. Przy masie słonecznej 1,14 ten biały karzeł pomaga astrofizykom zrozumieć górną granicę masy.
Naukowcy mogą zrozumieć wiek białego karła, patrząc na jego temperaturę. Białe karły nie wytwarzają ciepła, ponieważ nie ma już fuzji. Są bardziej jak żar niż gwiazdy, a monitorując chłodzenie gwiazdy, mogą określić jej wiek. Ale kiedy dwa białe karły łączą się, proces chłodzenia zaczyna się od nowa.
Nie ma dokładnego sposobu ustalenia wieku tego, a dwa białe karły mogły być białymi karłami przez miliardy lat przed połączeniem. Mimo to badacze uważają, że samo połączenie miało miejsce około 1,3 miliarda lat temu.
Dotychczas naukowcy odkryli tylko kilka połączonych białych karłów. Ale po raz pierwszy zidentyfikowano go na podstawie jego składu.
„Nie ma tak wielu białych karłów tak masywnych, choć jest więcej, niż można się spodziewać, co sugeruje, że niektóre z nich prawdopodobnie powstały w wyniku fuzji” - powiedział Hollands.
„W przyszłości możemy być w stanie użyć techniki zwanej asterosejsmologią, aby dowiedzieć się o składzie rdzenia białego karła z jego gwiezdnych pulsacji, co byłoby niezależną metodą potwierdzającą powstanie gwiazdy z połączenia”.
„Być może najbardziej ekscytującym aspektem tej gwiazdy jest to, że musiała prawie nie wybuchnąć jako supernowa - te gigantyczne eksplozje są naprawdę ważne w mapowaniu struktury Wszechświata, ponieważ można je wykryć na bardzo duże odległości”, powiedział Hollands. „Pozostaje jednak duża niepewność co do tego, jakie układy gwiezdne dostaną się do stadium supernowej. Dziwne, jak może się to wydawać, mierzenie właściwości tej „nieudanej” supernowej i przyszłych podobieństw, mówi nam wiele o ścieżkach samozniszczenia termojądrowego ”.
Więcej:
- Informacja prasowa: Dwie gwiazdy połączyły się, tworząc masywnego białego karła
- Badanie: ultra-masywny biały karzeł z mieszaną atmosferą wodór-węgiel jako prawdopodobna pozostałość po fuzji
- Space Magazine: Bizarre Star może być wynikiem połączenia dwóch białych karłów
