KAJ NAREDI TA BELI PRITLIKAVEC TAKO NEMOGOČEGA?

Send

Slika umetnika belega pritlikavca, ki stoji pred rdečo palčkovo zvezdo. Ko se beli škrat poda pred svojim večjim spremljevalcem, se upogne in poveča luč zvezde v ozadju.

(Slika: © NASA / JPL-Caltech)

Znanstveniki so opazili neverjetno čudno, 'nemogoče' bela pritlikava zvezda v odkritju, ki nakazuje, da so ti predmeti celo pogostejši kot domnevni - ali da se dogaja nekaj celo neznanega.

Beli pritlikavci so zvezdna jedra ki jih puščajo zvezde, kot je naše sonce. Ko te zvezde zmanjkajo goriva, izgubijo svoje zunanje plasti in za seboj pustijo jedro, ki se ohlaja v milijardah let. Masa belega pritlikavca temelji na masi prvotne zvezde, ki pa odraža njeno starost.

Ti odnosi pomenijo, da lahko raziskovalci z maso belega pritlikavca izračunajo svojo starost. In v zadnjem desetletju so astronomi odkrili približno 100 belih palčkov s tako nizko maso, da so videti starejši od 14,8 milijarde let staro vesolje.

Doslej so astronomi obravnavali to zagorelost, tako da so opazili, da so skoraj vsi ti predmeti se pojavijo s spremljevalno zvezdo to bi lahko odtrgalo nekaj mas belih škratov, zaradi česar je videti starejši, kot je v resnici. Toda zelo majhna peščica teh izredno nizkih belih pritlikavcev nima nobenih spremljevalcev, ki bi jih krivili za njihovo spremembo v masi, kar je postavilo vprašanje, kako lahko ti predmeti obstajajo.

V novih raziskavah znanstveniki opisujejo iskanje belega škrata z majhno maso, ki ima spremljevalca, toda ta zvezda je dovolj oddaljena, da ne bi mogla ukrasti mase belega pritlikavca. Ker so možnosti, da bi opazili tak par z uporabljenimi inštrumenti, tako majhne, bi odkritje lahko pomenilo, da so 'nemogoči' beli palčki veliko pogostejši, kot so si prej predstavljali.

"Ta ugotovitev kaže, da v našem trenutnem razumevanju nizke množične tvorbe belega pritlikavca in / ali binarnih interakcij manjka," je vodja avtorja Kento Masuda v novem dokumentu, ki opisuje raziskave in astronom na univerzi Princeton, za Space.com povedal E-naslov.

Beli pritlikavec

Masuda in njegovi sodelavci so uporabili podatke, ki jih je zbral NASA-in znameniti instrument za lov na planete, vesoljski teleskop Kepler. Znanstveniki so v podatkih, ki jih je Kepler zbral med devetletno osnovno in razširjeno misijo, našli na tisoče planetov in kandidatov za eksoplanete. Instrument vidi planete kot ritmične potope v svetlosti zvezde. Zatemnitev povzroči, da planet zdrsne med zvezdo in Keplerjem, ki se imenuje tranzit.

Toda vesoljski teleskop je ustvaril tudi veliko astronomskih odkritij. Lani so Masuda in njegovi sodelavci opazili, da se je zvezda tipa KIC 8145411 redno svetila, nenavaden preobrat tranzitnih situacij. Če se par obkroženih zvezd usmeri z Zemljo, se bo njihova svetloba spremenila, ko ena zvezda prehaja pred drugo. Običajno se svetloba zatemni, ker se celotna svetloba iz sistema zmanjša, medtem ko ena zvezda izgine na zadnji strani.

Če pa je ena od zvezd dovolj kompaktna, kot beli pritlikavec, lahko upogne svetlobo svoje spremljevalne zvezde, ko gre spredaj, deluje kot leča za povečanje površine manj goste zvezde. Ta pojav, ki bi ga poimenovali samoklegiranje v binarni obliki, bi privedel do svetlobnih impulzov.

Sistemi za lečo so napovedovali že nekaj časa, vendar znanstveniki takšnega para niso mogli opaziti, dokler Kepler ne bi mogel študirati na tisoče zvezdnih sistemov hkrati. Prvi tak sistem so odkrili leta 2014; od takrat so našli še štiri, med njimi tudi KIC 8145411.

Toda pravo presenečenje je prišlo, ko sta Masuda in njegovi sodelavci na novonavedenem sistemu obrnili teleskop Subaru na Havajih in 1,5-metrski teleskop v observatoriju Fred Lawrence Whipple v Arizoni.

Njihova nadaljnja opazovanja so razkrila, da je beli pritlikavec približno petino mase našega sonca, kar je v razredu izjemno majhnih belih palčkov. A na presenečenje znanstvenikov je spremljevalna zvezda orbitala predaleč od belega škrata, da bi lahko zbrala svojo maso. Za tako nizko navidezno starost belega škrata mora biti odgovorno še nekaj, so zaključili znanstveniki.

Veliki zasuk

Možno je, so dodali, da beli škrat navsezadnje ni beli škrat. Znanstveniki so lahko ugotovili le maso predmeta in da je ta razmeroma majhna; ekipa nima ocene trdnosti velikosti. Ta negotovost pomeni, da bi bil objekt, ki leče zvezdi, dejansko lahko gostejši Črna luknja ali nevtronska zvezda ki zbere enako maso v manj prostora. Vendar obstajata dva argumenta proti bolj eksotičnemu izvoru majhnega predmeta.

Prvič, beli pritlikavci so veliko pogostejši kot črne luknje ali nevtronske zvezde, zato je statistično bolj verjetno, da bodo skrivnostni spremljevalci. Mogoče je bolj zaskrbljujoče, da astrofiziki nimajo dobrega pojasnila, kako bi se lahko oblikovala tako majhna nevtronska zvezda ali črna luknja, je dejal Masuda, prav tako niso opazili nobenih drobnih primerov, za razliko od izjemno belih pritlikavcev z majhno maso.

"Priznam, da ta argument morda ni povsem prepričljiv, glede na to, da nimamo dobre razlage, kako se je ta beli škrat sploh izoblikoval," je dejal.

Če KIC 8145411 kroži z belim pritlikavcem, bi astronomi lahko spodbudili, da še enkrat pogledajo, kaj mislimo, da vemo o tem, kako se tvorijo beli palčki in kako sodelujejo s spremljevalci.

"Evolucija enojnih zvezd ne more razložiti tako [izjemno majhne] bele pritlikavke, zato se domneva, da imajo interakcije s tesnim binarjem pomembno vlogo," je dejal Masuda. "Toda znova ta scenarij binarne interakcije ne razloži opazovane orbite sistema KIC 8145411, ker orbita ni tako blizu, kot bi bilo potrebno za ta scenarij. Zato je treba nekatere dele te zgodbe spremeniti - čeprav ne" še ne vem, kateri. "

Masuda je dejal, da s sodelavci načrtujeta nadaljevanje lova na majhne bele pritlikavce v podobnih dvokapnicah, da bi izvedeli več o njihovih lastnostih.

"Upam, da nam bodo pomagali rešiti uganko, ki jo je predstavil sistem KIC 8145411, in pripeljali do [a] popolnejšega razumevanja belih škratov v dvojiških datotekah," je dejal Masuda.

Raziskava je opisana v papir objavljeno 5. avgusta v The Astrophysical Journal Letters.