Astronomii au găsit o pitică albă care a fost odată doi pitici albi. Perechea de stele s-a contopit cu una în urmă cu aproximativ 1,3 miliarde de ani. Steaua rezultată, numită WDJ0551 + 4135, se află la aproximativ 150 de ani lumină.
Un pitic alb este starea finală a stelelor precum Soarele nostru. După ce și-au consumat combustibilul nuclear, își expulzează materialul exterior. Ceea ce a mai rămas este o colecție indescriptibil de densă de materie, fără să se producă fuziune. Luminozitatea provine din energia termică stocată.
„Această stea a ieșit în evidență ca ceva ce nu am mai văzut niciodată.”
Autor principal Mark Hollands, Universitatea din Warwick.
Acest pitic alb este diferit de alții. În mod normal, atmosfera unui pitic alb nu conține prea mult carbon. Dar WDJ0551 + 4135 are o atmosferă cu niveluri ridicate de carbon. De asemenea, este mult mai masiv decât un pitic alb tipic.
Ambele caracteristici s-au remarcat cu astronomii din spatele unui nou studiu care anunța descoperirea. Cercetătorul principal al studiului este Dr. Mark Hollands, de la Departamentul de Fizică al Universității din Warwick. Studiul este intitulat „O pitică albă ultra-masivă, cu o atmosferă mixtă de hidrogen-carbon, ca o rămășiță probabilă de fuziune”. Este publicat în ediția din 2 martie a Nature Astronomy.
Înainte ca o stea să devină o pitică albă, ea trece printr-o fază uriașă roșie. Dacă gigantul roșu nu are suficientă masă pentru a fuziona carbonul, atunci carbonul și oxigenul se vor colecta într-o masă din centrul stelei. Pe măsură ce steaua vărsă straturile exterioare, în cele din urmă nu lasă în urmă decât o rămășiță, pitica albă. Majoritatea piticilor sunt compuse în primul rând din acel carbon și oxigen, deși există și alte tipuri.
În mod normal, acel carbon nu este vizibil. De obicei, un strat gros de heliu îl blochează. În studiul lor, echipa a folosit Telescopul William Herschel pentru a examina piticul alb spectroscopic. Asta a arătat că atmosfera avea un conținut neobișnuit de ridicat de carbon, lucru care nu ar trebui să fie posibil.
„Această stea a ieșit în evidență ca ceva ce nu am mai văzut niciodată. S-ar putea să vă așteptați să vedeți un strat exterior de hidrogen, uneori amestecat cu heliu, sau doar un amestec de heliu și carbon ”, a declarat autorul principal Hollands într-un comunicat. „Nu vă așteptați să vedeți această combinație de hidrogen și carbon în același timp, întrucât ar trebui să existe un strat gros de heliu între care interzice asta. Când ne-am uitat la asta, nu avea niciun sens. ”
În termeni stelari, majoritatea piticilor albi nu sunt atât de masivi. De obicei sunt de aproximativ 0,6 ori mai masive decât Soarele nostru. Dar WDJ0551 + 4135 este diferit. Masa sa este aproape dublă decât cea a unui pitic alb tipic, la 1,14 mase solare. Este încă extrem de compact pentru un obiect cu atâta masă, la fel ca alți pitici albi. Are doar aproximativ două treimi din diametrul Pământului.
Viteza prin spațiu nu se potrivește cu alte pitici albe. Astronomii folosesc termenul „standard local de odihnă” pentru a descrie mișcarea medie a materiei pe Calea Lactee. Este cuprins între 202–241 km / s. Dar WDJ0551 + 4135 călătorește la 129? ±? 5? Km? S?1 în raport cu standardul local de odihnă, mult mai rapid decât alte chestiuni.
Întrucât stelele mai în vârstă călătoresc mai repede decât cele tinere în timp ce ambele orbitează pe Calea Lactee, acest pitic alb trebuie să îmbătrânească. De fapt, viteza mare înseamnă că este mai rapid decât 99% din alte pitici albe din galaxie. În studiul lor, autorii spun „Am constatat că această viteză se află la cea de-a 99-a percentilă a distribuției tridimensionale (3D) a vitezei piticilor albi din apropiere, cu magnitudini absolute similare. Deoarece dispersia stelară a vitezei crește odată cu vârsta sistemului, cinemica rapidă a WD J0551 + 4135 poate semnifica o vârstă a sistemului mult mai veche decât implicită pur și simplu din răcirea piticului alb. "
Toate cele trei caracteristici o deosebesc de alte pitici albe: viteza / vârsta, masa și carbonul vizibil.
„Singurul mod în care poți să-l explici este dacă a fost format printr-o fuziune a două pitici albe.”
LUCRĂRILE DE MARE A AUTORULUI, UNIVERSITATEA RĂZBOIULUI.
„Avem o compoziție pe care nu o putem explica printr-o evoluție stelară normală, o masă de două ori mai mare decât media pentru un pitic alb și o vârstă cinematică mai veche decât cea dedusă răcirii”, a spus Hollands. „Suntem destul de siguri de modul în care o stea formează o pitică albă și nu ar trebui să facă acest lucru. Singurul mod în care poți să-l explici este dacă a fost format printr-o fuziune a două pitici albe. "
Piticul fuzionat este probabil rezultatul a miliarde de ani de evoluție stelară într-un sistem binar de stele. Una dintre stele ajunge în faza sa uriașă roșie înaintea partenerului și se extinde, învăluindu-l pe partener. Pe măsură ce prima stea se micșorează, orbita dintre cele două se apropie. Apoi, a doua stea trece prin faza sa uriașă roșie, extinzându-se și învăluindu-l pe cealaltă.
Durează miliarde de ani, dar până la urmă emisia de unde gravitaționale face ca orbita să se micșoreze și mai mult. Sfârșitul este la vedere sau poate căsătoria și când orbita se micșorează suficient, stelele s-au contopit într-una.
„Nu există prea mulți pitici albi acest masiv, deși există mai multe decât te-ai aștepta să vezi, ceea ce presupune că unele dintre ele au fost probabil formate din fuziuni.”
LUCRĂRILE DE MARE A AUTORULUI, UNIVERSITATEA RĂZBOIULUI.
Astronomii au prezis existența piticilor albi îmbinați, dar acesta încă încalcă așteptările. Ei prezic că fuziunile ar trebui să fie între două pitici albe de dimensiuni diferite. Dar WDJ0551 + 4135 pare a fi o fuziune între pitici de dimensiuni similare.
Există o limită de masă superioară pentru piticii albi, chiar și pentru o pereche care s-a contopit. În cazul în care obiectul stelar rezultat este suficient de masiv, acesta va exploda ca o supernovă scăpătoare termică. Astrofizicienii cred că limita este de aproximativ 1,4 mase solare, dar nu sunt siguri. Este posibil ca obiectele să explodeze ca supernove la mai puțin de 1,4 mase solare. La masele solare 1.14, acest pitic alb îi ajută pe astrofizicieni să înțeleagă limita de masă superioară.
Oamenii de știință pot înțelege vârsta unui pitic alb uitându-se la temperatura lui. Piticele albe nu generează căldură, deoarece nu mai există fuziune. Sunt mai asemănătoare cu brațele decât stelele și, monitorizând răcirea stelei, pot determina vârsta acesteia. Dar când doi pitici albi se contopesc, procesul de răcire începe.
Nu există nicio modalitate precisă de a determina vârsta acestuia, iar cele două pitici albe ar fi putut fi pitici albe timp de miliarde de ani înainte de contopire. Cu toate acestea, cercetătorii cred că fuziunea în sine a avut loc în urmă cu aproximativ 1,3 miliarde de ani.
Oamenii de știință au găsit vreodată doar câteva pitici albe combinate înainte. Dar aceasta este prima dată când una a fost identificată prin compoziția sa.
„Nu există atât de mulți pitici albi acest masiv, deși există mai multe decât te-ai aștepta să vezi, ceea ce presupune că unele dintre ele au fost probabil formate din fuziuni”, a spus Hollands.
„În viitor, vom putea folosi o tehnică numită asteroseismologie pentru a afla despre compoziția nucleului piticului alb din pulsiunile sale stelare, care ar fi o metodă independentă care să confirme această stea formată dintr-o fuziune.”
"Poate cel mai interesant aspect al acestei stele este că trebuie să explodeze ca supernova - aceste explozii gargantuan sunt cu adevărat importante în cartografierea structurii Universului, deoarece pot fi detectate la distanțe foarte mari", a spus Hollands. „Cu toate acestea, rămâne multă incertitudine cu privire la felul de sisteme stelare care ajung la stadiul de supernova. Ciudat cum ar părea, măsurând proprietățile supernovei „eșuate” și aspectele viitoare, ne spune multe despre căile către auto-anihilarea termonucleară. ”
Mai Mult:
- Comunicat de presă: Două stele s-au contopit pentru a forma un pitic alb masiv
- Studiu: Un pitic alb ultra-masiv, cu o atmosferă mixtă de hidrogen-carbon, ca o rămășiță probabilă de fuziune
- Space Magazine: Bizarre Star ar putea fi rezultatul a doi pitici albi care se unesc
