Umetnikov vtis dveh belih palčkov v postopku spajanja.
(Slika: © University of Warwick / Mark Garlick)
Velikan beli škrat zvezda je lahko potomka trka dveh drugih škratov, je pokazala nova raziskava.
Nova ugotovitev kaže, da bi lahko obstajali tudi drugi ultramasivni beli pritlikavci s podobnim poreklom; to lahko pomaga osvetliti, kako masiven mora biti beli škrat v eksploziji supernova, so povedali znanstveniki, ki stojijo za novo raziskavo.
Beli pritlikavci so zatemnjeni, bledi, jedri mrtvih zvezd v velikosti Zemlje, ki jih puščajo po tem, ko so zvezde povprečne velikosti izčrpale svoje gorivo in odplavile svoje zunanje plasti. Naše sonce bo nekega dne postal beli škrat, prav tako več kot 90% zvezd v naši galaksiji.
Znanstveniki so preučevali belega pritlikavca, znanega kot WDJ0551 + 4135, ki se nahaja približno 150 svetlobnih let od Zemlje. Nedavne ugotovitve iz evropskih vesoljskih agencij Teleskop Gaia namignil, da je lahko ta objekt izjemno masiven beli škrat. Da bi izvedeli več o tej nenavadni mrtvi zvezdi, so jo znanstveniki analizirali s pomočjo podatkov iz teleskopa Williama Herschela na Kanarskih otokih.
S pregledom spektra barv v svetlobi, ki jih oddaja beli pritlikavec, so astronomi lahko identificirali kemikalije znotraj zvezde. Nepričakovano so raziskovalci v atmosferi predmeta našli visoko raven ogljika, česar znanstveniki še nikoli niso videli pri belih palčkih.
"Beli palček ima notranjo strukturo, podobno čebuli, saj je v plasteh," je za Space.com povedal vodja študije Mark Hollands, astrofizik z univerze v Warwicku v Angliji. "V jedru belega pritlikavca je večina njegove mase sestavljena iz ogljika in kisika, nato pa imate običajno povrh tega plast helija, nato pa plast vodika. Torej, ko s teleskopom usmerite na belega škrat, samo vidiš zunanje plasti. "
Ta struktura pomeni, da študirajo znanstveniki beli palčki običajno vidimo samo vodik ali samo helij ali morda mešanico helija in ogljika. Toda Hollands in njegovi sodelavci tega niso videli pri tem belem pritlikavcu.
"Nikoli ne pričakuješ, da bosta v belem pritlikavcu mešala vodik in ogljik. Tu mora biti plast helija, ki ju ločuje," je dejal Hollands. "To je bilo res čudno in zelo presenetljivo in je sprožilo veliko vprašanje, kako se je to lahko zgodilo."
Hollands in njegovi sodelavci so povedali, da imajo rešitev te sestavljanke: Nenavadna struktura je nastala, ko sta se dva bela škrata razbila in njihove mešanice pomešale, so zapisali znanstveniki. Toda novi masivni beli pritlikavec ni bil dovolj velik, da bi sprožil supernovo, zato je čudno veliko zvezdo pustil nedotaknjeno.
Za raziskovalce je bil ključni namig v tej skrivnosti masa tega belega pritlikavca. Večina belih palčkov je približno 0,6-krat večja od sončne mase, WDJ0551 + 4135 pa je skoraj dvakrat večja od povprečne mase belih palčkov, pri 1,14 sončne mase, vse skupaj zbitih v prostor, ki je le dve tretjini premera Zemlje.
Drugi namig je navidezna starost belega pritlikavca. Starejši beli pritlikavci so običajno hladnejši in krožijo po sredini mlečna cesta hitreje kot njihovi mlajši kolegi, saj so sčasoma izgubili več toplote in doživeli več gravitacijskih interakcij z drugimi zvezdami, ki jih pospešijo. Vendar se WDJ0551 + 4135 premika hitreje kot 99% drugih bližnjih belih pritlikavcev, ki imajo približno enako temperaturo, kar kaže na to, da je bila ena od teh dveh meritev starosti nagnjena.
Raziskovalci so vedeli, da ima WDJ0551 + 4135 čudno sestavo, maso, dvakrat večjo od povprečnega belega pritlikavca, in starost, ki je bila videti razmeroma mlada, če pogledamo zvezdovo vročino, vendar razmeroma stara, če bi pogledali njene gibe. Astronomi so spoznali, da lahko en dogodek razloži vse te skrivnosti: WDJ0551 + 4135 je nastala, ko sta se trčila dva bela pritlikavca, segrevajući nastali beli škrat in znova zagnali njegov proces hlajenja.
"Čeprav obstaja veliko dokazov, da se tovrstne združitve dogajajo, vključno s primeri v oddaljenih galaksijah, je dejansko izbrati belega pritlikavca in reči, da je ta tukaj iz združitve, precej težko," je dejal Hollands. "To je le eden izmed peščice primerov, kjer je to mogoče storiti, in edini, ki je bil prepoznan po sestavi."
Znanstveniki so povedali, da se je združitev zgodila pred približno 1,3 milijarde let. Toda ta dogodek je ponastavil hladilno dobo WDJ0551 + 4135, zato je težko določiti starost dveh prvotnih belih škratov, ki bi lahko bili stari več milijard let.
Le malo jih je beli palčki tako množičen kot WDJ0551 + 4135, vendar je več takšnih masivnih belih škratov, kot bi jih lahko napovedovali trenutni modeli nastajanja belih pritlikavcev, je dejal Hollands, ki nakazuje, da bi se nekateri od njih lahko oblikovali s pripojitvami. Raziskovalci so povedali, da so še posebej navdušeni nad vpogledom tega belega pritlikavca in drugih, ki bi ga lahko dali na mejni črti med masivnim belim pritlikavcem in supernovo.
Hollands je dejal, da bi astronomi lahko izvedeli tudi več o notranjosti WDJ0551 + 4135 s preučevanjem subtilnih pulzacij v svetlosti, ki jih povzročajo valovi, ki potujejo po zvezdi notranjosti. Če lahko znanstveniki zaznajo več valov različnih frekvenc, ki potujejo skozi to belo pritlikavko, lahko izvedo več o notranji zgradbi zvezde. "To bi lahko zagotovilo neodvisno spoznanje, ali je ta zvezda nastala iz združitve," je dejal Hollands.
Znanstveniki podrobno njihove ugotovitve spletni ponedeljek (2. marec) v reviji Nature Astronomy.
- Spoznajte svojo novost: pojasnjene eksplozije zvezd (infografike)
- Galerija: Umirajoče zvezde porabijo skalnate tujerodne planete
- Zvezde črnih pritlikavcev: (teoretični) konec zvezdne evolucije
