Astronomi so našli belega pritlikavca, ki je bil nekoč dva bela škrata. Par zvezd se je združil v eno pred približno 1,3 milijarde let. Nastala zvezda, imenovana WDJ0551 + 4135, je oddaljena približno 150 svetlobnih let.
Beli škrat je končno stanje zvezd, kot je naše Sonce. Ko porabijo svoje jedrsko gorivo, izpuščajo svoj zunanji material. Leva je nepopisno gosta zbirka snovi, ki se ne dogaja zlitje. Svetilnost je posledica njene shranjene toplotne energije.
"Ta zvezda je izstopala kot nekaj, česar še nikoli nismo videli."
Glavni avtor Mark Hollands, Univerza v Warwicku.
Ta beli pritlikavec je drugačen od drugih. Običajno ozračje belega pritlikavca ne vsebuje veliko ogljika. Toda WDJ0551 + 4135 ima ozračje s povišano ravnijo ogljika. Je tudi veliko bolj množičen kot tipični beli škrat.
Obe značilnosti sta astronomi izstopali iz nove študije, ki je napovedala odkritje. Glavni raziskovalec študije je dr. Mark Hollands z oddelka za fiziko na Univerzi v Warwicku. Študija ima naslov "Ultra masiven beli škrat z mešano atmosfero vodik-ogljik kot verjetno ostanek združitve." Objavljeno je v 2. izdaji Nature Astronomy.
Preden zvezda postane bela pritlikavka, gre skozi fazo rdečega orja. Če rdeči velikan nima dovolj mase za spajanje ogljika, se bo ogljik in kisik zbrala v masi v središču zvezde. Ko zvezda odlaga zunanje plasti, na koncu pusti za seboj le ostanek, belega pritlikavca. Večina palčkov je sestavljena predvsem iz ogljika in kisika, čeprav obstajajo druge vrste.
Toda običajno ta ogljik ni viden. Debela plast helija ga običajno blokira. V svoji študiji je ekipa uporabila teleskop William Herschel za spektroskopski pregled belega pritlikavca. To je pokazalo, da ima ozračje nenavadno visoko vsebnost ogljika, kar ne bi smelo biti mogoče.
"Ta zvezda je izstopala kot nekaj, česar še nikoli nismo videli. Lahko pričakujete, da boste videli zunanjo plast vodika, včasih pomešano s helijem, ali zgolj mešanico helija in ogljika, "je v sporočilu za javnost dejal glavni avtor Hollands. "Ne pričakujete, da boste videli kombinacijo vodika in ogljika hkrati, saj naj bo vmes debela plast helija, ki to prepoveduje. Ko smo ga pogledali, ni imelo nobenega smisla. "
V zvezdni obliki večina belih palčkov ni tako množičnih. Običajno so približno 0,6-krat večji od našega Sonca. Toda WDJ0551 + 4135 je drugačen. Njegova masa je skoraj dvojna od običajne bele pritlikavke, pri 1,14 sončne mase. Še vedno je izjemno kompakten za objekt s tako veliko maso, kot drugi beli palčki. To je le približno dve tretjini premera Zemlje.
Tudi hitrost skozi vesolje se ne ujema z drugimi belimi škrati. Astronomi uporabljajo izraz "lokalni standard počitka", da opišejo srednje gibanje snovi v Mlečni poti. To je med 202–241 km / s. Toda WDJ0551 + 4135 potuje s 129 ± 5? 5? Km? S?1 v primerjavi z lokalnim standardom počitka veliko hitreje kot druge snovi.
Ker starejše zvezde potujejo hitreje kot mlade, saj oba krožita po Mlečni poti, mora ta beli škrat starejše. Pravzaprav njegova velika hitrost pomeni hitrejšo kot 99% drugih belih palčkov v galaksiji. Avtorji v svoji raziskavi pravijo, da »smo ugotovili, da je ta hitrost 99. odstotna količina tridimenzionalne (3D) porazdelitve hitrosti bližnjih belih škratov s podobnimi absolutnimi globinami. Ker se disperzija zvezd v hitrosti povečuje s starostjo sistema, lahko hitra kinematika WD J0551 + 4135 pomeni starost sistema, veliko starejšo od tiste, ki se kaže zgolj zaradi hlajenja belega pritlikavca. "
Vse tri lastnosti ga ločujejo od drugih belih pritlikavcev: hitrost / starost, masa in vidni ogljik.
"Edini način, ki ga lahko razložite, je, če je nastal z združitvijo dveh belih palčkov."
LEAD AUTOROR MARK HOLLANDS, UNIVERSITY WARWICK.
"Imamo sestavo, ki je ne moremo razložiti z običajnim evolucijo zvezd, maso, dvakratno povprečno za belega pritlikavca, in kinematično starost, starejšo od tiste, ki je bila posledica hlajenja," je dejal Hollands. "Prepričani smo, kako ena zvezda tvori enega belega pritlikavca in tega ne bi smeli storiti. Edini način, ki ga lahko razložite, je, če je nastal z združitvijo dveh belih palčkov. "
Priključeni palček je verjetno rezultat milijard let evolucije zvezd v binarnem zvezdastem sistemu. Ena od zvezd doseže fazo rdečega orjaka pred partnerjem in se razširi, tako da zaobja partnerja. Ko se prva zvezda nato skrči, se orbita med obema približa. Nato druga zvezda preide svojo fazo rdečega orja, drugo pa razširi in ovije.
Potrebne so milijarde let, sčasoma pa se emisija gravitacijskega vala še bolj zmanjša. Konec je na vidiku, ali poroka morda, in ko se orbita dovolj skrči, se zvezde združijo v eno.
"Ni toliko belih palčkov, ki so tako množični, čeprav jih je več, kot bi pričakovali, kar pomeni, da so nekateri izmed njih verjetno nastali z združitvijo."
LEAD AUTOROR MARK HOLLANDS, UNIVERSITY WARWICK.
Astronomi so napovedovali obstoj združenih belih palčkov, a ta še vedno ruši pričakovanja. Predvidevajo, da bi morale biti združitve dveh belih pritlikavcev različnih velikosti. Vendar se zdi, da je WDJ0551 + 4135 združitev palčkov podobne velikosti.
Za bele pritlikavce je zgornja meja mase celo za par, ki se je združil. Če je dobljeni zvezdni predmet dovolj masiven, bo eksplodiral kot toplotna bežasta supernova. Astrofiziki menijo, da je meja približno 1,4 sončne mase, vendar niso prepričani. Mogoče je, da predmeti lahko eksplodirajo kot supernove pri manj kot 1,4 sončni masi. Ta beli škrat pri 1,14 sončne mase pomaga astrofizikom razumeti zgornjo mejo mase.
Znanstveniki lahko razumejo starost belega škrata, če pogledajo njegovo temperaturo. Beli palčki ne ustvarjajo toplote, ker ni več zlitja. So bolj kot žerjavice kot zvezde in s spremljanjem hlajenja zvezde lahko ugotovijo njeno starost. Ko pa se dva bela škrata združita, se postopek hlajenja začne končati.
Ni natančnega načina, kako bi določili svojo starost, in oba bela pritlikavca sta bila morda združena palčka že več milijard let pred združitvijo. Kljub temu raziskovalci menijo, da se je združitev zgodila pred približno 1,3 milijarde let.
Znanstveniki so doslej našli le nekaj združenih belih palčkov. Toda to je prvič, da so ga prepoznali po sestavi.
"Ni veliko belih palčkov, ki so tako množični, čeprav jih je več, kot bi pričakovali, kar pomeni, da so nekateri izmed njih verjetno nastali z združitvijo," je dejal Hollands.
"V prihodnosti bomo morda lahko uporabili tehniko, imenovano asteroseizmologija, da se naučimo o osnovni sestavi belega pritlikavca iz njenih zvezdnih pulzacij, kar bi bila neodvisna metoda, ki bi potrdila, da je ta zvezda nastala iz združitve."
"Mogoče je najbolj vznemirljiv vidik te zvezde ta, da mora skorajda ni eksplodirala kot supernova - te gromozemske eksplozije so resnično pomembne pri preslikavi strukture Vesolja, saj jih je mogoče zaznati na zelo velikih razdaljah," je dejal Hollands. "Vendar ostaja veliko negotovosti glede tega, kakšni zvezdni sistemi se pripeljejo na stopnjo supernove. Čudno, kot se morda sliši, če merimo lastnosti tega 'propadlega' supernove in bodoče podobnosti nam veliko povejo o poteh termonuklearnega samoničenja. «
Več:
- Sporočilo za javnost: Dve zvezdici sta se združili in oblikovali masivnega belega pritlikavca
- Študija: Ultra masiven beli škrat z mešano atmosfero vodik-ogljik kot verjetno ostanek združitve
- Vesoljska revija: Bizarna zvezda bi lahko bila rezultat dveh belih palčkov, ki se združita skupaj
