Umelecký dojem dvoch bielych trpaslíkov v procese zlučovania.
(Obrázok: © University of Warwick / Mark Garlick)
Obor biely trpaslík Nová štúdia zistila, že hviezda môže byť potomkom kolízie medzi dvoma ďalšími bielymi trpaslíkmi.
Nové zistenie naznačuje, že by mohli existovať aj iné ultramasívne biele trpaslíci podobného pôvodu; to môže pomôcť vrhnúť svetlo na to, ako masívne musí biely trpaslík explodovať v a supernova, povedali vedci, ktorí stoja za novým výskumom.
Bieli trpaslíci sú matné, slabnúce sa jadrá zemských hviezd mŕtvych hviezd, ktoré zostávajú pozadu po tom, ako hviezdy priemernej veľkosti vyčerpali palivo a zbavili sa vonkajších vrstiev. Naše slnko jedného dňa sa stane bielym trpaslíkom, rovnako ako viac ako 90% hviezd v našej galaxii.
Vedci študovali bieleho trpaslíka známeho ako WDJ0551 + 4135, ktorý sa nachádza asi 150 svetelných rokov od Zeme. Posledné zistenia od Európskej vesmírnej agentúry Ďalekohľad Gaia navrhol, aby tento objekt mohol byť mimoriadne masívnym bielym trpaslíkom. Aby sa vedci dozvedeli viac o tejto nezvyčajnej mŕtvej hviezde, vedci ju analyzovali pomocou údajov z ďalekohľadu William Herschel na Kanárskych ostrovoch.
Prostredníctvom skúmania spektra farieb svetla vyžarovaného bielym trpaslíkom mohli astronómovia identifikovať hviezdu chemikálie. Vedci neočakávane našli v atmosfére objektu vysokú hladinu uhlíka, ktorú vedci v bielych trpaslíkoch nikdy predtým nevideli.
„Biely trpaslík má vnútornú štruktúru ako cibuľa, pretože je vo vrstvách,“ uviedol pre agentúru Space.com vedúci štúdie Mark Hollands, astrofyzik na Warwickovej univerzite v Anglicku. „V jadre bieleho trpaslíka je väčšina jeho hmoty vyrobená z uhlíka a kyslíka, a potom zvyčajne máte vrstvu hélia a potom vrstvu vodíka. Keď nasmerujete ďalekohľad na bielu trpaslíci, vidíte len vonkajšie vrstvy. ““
Táto štruktúra znamená, že vedci študujú bielych trpaslíkov zvyčajne vidieť iba vodík alebo len hélium, alebo možno aj zmes hélia a uhlíka. To však Hollands a jeho kolegovia nevideli u tohto bieleho trpaslíka.
„Nikdy neočakávate, že sa vodík a uhlík zmiešajú v bielom trpaslíkovi - mala by existovať vrstva hélia, ktorá ich udržuje oddelene,“ povedal Hollands. „Bolo to skutočne zvláštne a prekvapujúce a nastolila sa veľká otázka, ako by sa to mohlo stať.“
Hollands a jeho kolegovia povedali, že majú riešenie tejto hádanky: Podivná štruktúra vznikla, keď sa dvaja ďalší bieli trpaslíci rozbili a ich vnútornosti sa zmiešali, píšu vedci. Nový masívny biely trpaslík však nebol dosť veľký na to, aby spustil supernovu, takže podivne veľká hviezda zostala neporušená.
Pre vedcov bola kľúčovou stopou tohto tajomstva hmotnosť tohto bieleho trpaslíka. Väčšina bielych trpaslíkov má asi 0,6-násobok hmotnosti Slnka, ale WDJ0551 + 4135 je takmer dvojnásobok priemernej hmotnosti bielych trpaslíkov pri 1,14 slnečných masách, všetko zhutnených do priestoru len dve tretiny priemeru Zeme.
Ďalším dôkazom je zjavný vek tohto bieleho trpaslíka. Starší bieli trpaslíci sú zvyčajne chladnejší a obiehajú okolo stredu mliečna dráha rýchlejšie ako ich mladšie náprotivky, pretože v priebehu času stratili viac tepla a zažili viac gravitačných interakcií s inými hviezdami, ktoré ich urýchlili. WDJ0551 + 4135 sa však pohybuje rýchlejšie ako 99% iných blízkych bielych trpaslíkov, ktorí majú približne rovnakú teplotu, čo naznačuje, že jedno z týchto dvoch vekových meraní bolo skosené.
Vedci vedeli, že WDJ0551 + 4135 má podivné zloženie, hmotnosť dvojnásobnú ako priemerný biely trpaslík a vek, ktorý sa javil ako relatívne mladý, ak sa človek pozrel na hviezdne teplo, ale relatívne starý, keď sa pozrel na jeho pohyby. Astronómovia si uvedomili, že jedna udalosť by mohla vysvetliť všetky tieto záhady: WDJ0551 + 4135 sa vytvoril, keď sa zrazili dvaja bieli trpaslíci, zahriali výsledného bieleho trpaslíka a znovu spustili jeho chladiaci proces.
"Aj keď existuje veľa dôkazov o tom, že k takým fúziám dochádza, vrátane príkladov vo vzdialených galaxiách, je skutočne ťažké vybrať bieleho trpaslíka a povedať, že toto je fúzia, je dosť ťažké," uviedol Hollands. „Toto je iba jeden z mála prípadov, keď to bolo možné urobiť, a jediný, ktorý bol identifikovaný prostredníctvom svojho zloženia.“
Vedci tvrdia, že k fúzii došlo asi pred 1,3 miliardami rokov. Táto udalosť však vynulovala chladiaci vek WDJ0551 + 4135, takže bolo ťažké určiť vek dvoch pôvodných bielych trpaslíkov, ktorým mohlo byť mnoho miliárd rokov.
Je ich málo bielych trpaslíkov rovnako masívny ako WDJ0551 + 4135, ale existuje viac takých masívnych bielych trpaslíkov, ako by mohli predpovedať súčasné modely formácie bielych trpaslíkov, povedal Hollands, čo naznačuje, že niektoré z nich sa mohli vytvoriť zlúčením. Vedci tvrdia, že ich nadšenie z tohto bieleho trpaslíka a ďalších, ako by to mohlo poskytnúť na hranici medzi masívnym bielym trpaslíkom a supernovou, je nadšené.
Astronómovia sa tiež mohli dozvedieť viac o vnútorných priestoroch WDJ0551 + 4135 skúmaním jemných pulzácií jasu spôsobených vlnami prechádzajúcimi vnútri hviezdy, povedal Hollands. Ak vedci dokážu zistiť viac vĺn rôznych frekvencií, ktoré prechádzajú týmto bielym trpaslíkom, môžu sa dozvedieť viac o vnútornej štruktúre hviezdy. „To by mohlo poskytnúť nezávislé informácie o tom, či sa táto hviezda vytvorila zlúčením,“ uviedol Hollands.
Vedci podrobne ich zistenia online pondelok (2. marca) v časopise Nature Astronomy.
- Spoznajte svoje noviny: Vysvetlenie explózií hviezd (infographic)
- Galéria: Umierajúce hviezdy konzumujú planéty mimozemšťanov
- Čierne trpasličí hviezdy: (teoretický) koniec hviezdnej evolúcie
