Impresia unui artist despre doi pitici albi în procesul de contopire.
(Imagine: © Universitatea din Warwick / Mark Garlick)
Un gigant pitic alb stea poate fi urmașul unei coliziuni între alte două pitici albe, descoperă un nou studiu.
Noua constatare sugerează că ar putea exista și alte pitici albe ultramasive, cu origini similare; acest lucru ar putea ajuta să arunce o lumină asupra cât de masiv trebuie să fie un pitic alb pentru a exploda într-o supernovă, au spus oamenii de știință din spatele noii cercetări.
Piticele albe sunt nucleele slabe, decolorate, de dimensiuni terestre ale stelelor moarte, care rămân în urmă după ce stelele de dimensiuni medii și-au epuizat combustibilul și și-au vărsat straturile exterioare. Soarele nostru va deveni într-o zi o pitică albă, la fel ca peste 90% din stelele din galaxia noastră.
Oamenii de știință au studiat o pitică albă cunoscută drept WDJ0551 + 4135, care este situată la aproximativ 150 de ani-lumină de Pământ. Constatări recente de la Agenția Spațială Europeană Telescop Gaia a sugerat că acest obiect ar putea fi un pitic alb excepțional de masiv. Pentru a afla mai multe despre această stea moartă neobișnuită, oamenii de știință au analizat-o folosind date de la Telescopul William Herschel din Insulele Canare.
Examinând spectrul de culori din lumină emisă de piticul alb, astronomii au putut să identifice substanțele chimice din interiorul stelei. În mod neașteptat, cercetătorii au descoperit un nivel ridicat de carbon în atmosfera obiectului, pe care oamenii de știință nu o văzuseră niciodată în pitici albi.
"Un pitic alb are o structură internă de tipul unei cepe, prin faptul că este în straturi", a declarat pentru Space.com autorul principal al studiului, Mark Hollands, astrofizician la Universitatea Warwick din Anglia. "În miezul piticului alb, cea mai mare parte a masei sale este formată din carbon și oxigen, iar atunci aveți de obicei un strat de heliu pe deasupra și apoi un strat de hidrogen. Deci, atunci când indicați un telescop către un alb pitic, vezi doar straturile exterioare. "
Această structură înseamnă că oamenii de știință studiază pitici albi de obicei, vezi doar hidrogen sau doar heliu, sau poate un amestec de heliu și carbon. Dar asta nu au văzut Hollands și colegii săi la acest pitic alb.
"Nu te astepti niciodata sa vezi hidrogenul si carbonul amestecate intre ele intr-o pitica alba - ar trebui sa existe un strat de heliu care sa le tina separate", a spus Hollands. "Acest lucru a fost cu adevărat ciudat și foarte surprinzător și a ridicat marea întrebare despre cum s-ar fi putut întâmpla asta."
Hollands și colegii săi au spus că au o soluție pentru acest puzzle: Structura ciudată a apărut atunci când alți doi pitici albi s-au prăbușit împreună și înăuntrul lor s-a amestecat, au scris oamenii de știință. Dar noul pitic alb masiv nu a fost suficient de mare pentru a declanșa o supernovă, lăsând intactă steaua ciudat de mare.
Pentru cercetători, un indiciu cheie al acestui mister a fost masa acestui pitic alb. Cele mai multe pitici albe sunt de aproximativ 0,6 ori mai mari decât soarele, dar WDJ0551 + 4135 este aproape dublul masei medii a piticilor albe, la 1,14 mase solare, toate compactate într-un spațiu la doar două treimi din diametrul Pământului.
Un alt indiciu este vârsta aparentă a acestui pitic alb. Piticele albe mai vechi sunt de obicei mai reci și orbitează în centrul calea Lactee mai repede decât omologii lor mai tineri, deoarece au pierdut mai multă căldură în timp și au experimentat mai multe interacțiuni gravitaționale cu alte stele care le accelerează. Cu toate acestea, WDJ0551 + 4135 se deplasează mai repede decât 99% din alte pitici albe din apropiere care au aproximativ aceeași temperatură, ceea ce sugerează că una dintre aceste două măsurători de vârstă a fost înclinată.
Cercetătorii au știut că WDJ0551 + 4135 are o compoziție ciudată, o masă de două ori mai mare decât cea a piticului alb obișnuit și o vârstă care părea relativ tânără dacă se uita la căldura stelei, dar relativ veche dacă se uita la mișcările ei. Astronomii și-au dat seama că un eveniment ar putea explica toate aceste mistere: WDJ0551 + 4135 format când doi pitici albi s-au ciocnit, încălzind piticul alb rezultat și reluând procesul de răcire.
„Deși există o mulțime de dovezi că astfel de fuziuni au loc, inclusiv exemple în galaxii îndepărtate, de fapt, alegerea unui pitic alb și spunerea că aici este vorba de o fuziune este destul de greu”, a spus Hollands. „Acesta este doar unul dintre câteva cazuri în care a fost posibil să se facă asta și singurul identificat prin compoziția sa.”
Oamenii de știință au spus că fuziunea s-a produs acum aproximativ 1,3 miliarde de ani. Dar acel eveniment a resetat epoca de răcire a WDJ0551 + 4135, ceea ce îngreunează determinarea vârstelor celor două pitici albe originale, care ar fi putut avea multe miliarde de ani.
Sunt câteva pitici albi la fel de masiv ca WDJ0551 + 4135, dar există mai multe astfel de pitici albe masive decât ar putea prezice modelele actuale de formare de pitici albe, a spus Hollands, sugerând că unele dintre acestea s-ar fi putut forma prin fuziuni. Cercetătorii au spus că sunt deosebit de încântați de intuiția acestui pitic alb și de alții ca acesta ar putea oferi pe linia de delimitare între piticul alb masiv și supernova.
Astronomii ar putea, de asemenea, să afle mai multe despre prizele din WDJ0551 + 4135, examinând pulsiunile subtile ale luminozității cauzate de valurile care călătoresc prin interiorul stelei, au spus Hollands. Dacă oamenii de știință pot detecta mai multe valuri de frecvențe diferite care călătoresc prin acest pitic alb, pot afla mai multe despre structura interioară a stelei. "Acest lucru ar putea oferi informații independente cu privire la formarea acestei stele dintr-o fuziune", a spus Hollands.
Oamenii de știință au detaliat descoperirile lor online luni (2 martie) în revista Nature Astronomy.
- Cunoașteți-vă noile: explozii de stele explicate (infografice)
- Galerie: Stelele pe moarte consumă planete străine stâncoase
- Stele pitice negre: sfârșitul (teoretic) al evoluției stelare
