Astronómovia našli bieleho trpaslíka, ktorý bol kedysi dvoma bielymi trpaslíkmi. Dvojica hviezd sa zlúčila do jednej asi pred 1,3 miliardami rokov. Výsledná hviezda s názvom WDJ0551 + 4135 je vzdialená asi 150 svetelných rokov.
Biely trpaslík je konečný stav hviezd, ako je naše Slnko. Akonáhle spotrebujú svoje jadrové palivo, vypudia svoj vonkajší materiál. Zostáva neopísateľne hustá zbierka látok bez fúzie. Svietivosť pochádza z uloženej tepelnej energie.
"Táto hviezda vynikla ako niečo, čo sme nikdy predtým nevideli."
Vedúci autor Mark Hollands, University of Warwick.
Tento biely trpaslík je iný ako ostatní. Atmosféra bieleho trpaslíka zvyčajne neobsahuje veľa uhlíka. Ale WDJ0551 + 4135 má atmosféru so zvýšenými hladinami uhlíka. Je tiež omnoho masívnejšia ako typický biely trpaslík.
Obe tieto vlastnosti vynikli astronómom za novou štúdiou, ktorá ohlásila objav. Vedeckým výskumným pracovníkom štúdie je Dr. Mark Hollands z Katedry fyziky Univerzity vo Warwicku. Štúdia má názov „Ultrahmotný biely trpaslík so zmiešanou atmosférou vodík - uhlík ako pravdepodobný zvyšok po zlúčení.“ Publikuje sa v 2. vydaní časopisu Nature Astronomy.
Než sa hviezda stane bielym trpaslíkom, prechádza fázou červeného obra. Ak červený gigant nemá dostatok hmoty na to, aby mohol roztaviť uhlík, uhlík a kyslík sa budú hromadiť v hmote v strede hviezdy. Keď hviezda prelieva vonkajšie vrstvy, nakoniec zanecháva iba zvyšku, bieleho trpaslíka. Väčšina trpaslíkov sa skladá predovšetkým z tohto uhlíka a kyslíka, hoci existujú aj iné typy.
Normálne však tento uhlík nie je viditeľný. Silná vrstva hélia ho zvyčajne blokuje. Pri štúdiu použil tím teleskop Williama Herschela na spektroskopické vyšetrenie bieleho trpaslíka. To ukázalo, že atmosféra mala nezvyčajne vysoký obsah uhlíka, čo by nemalo byť možné.
"Táto hviezda vynikla ako niečo, čo sme nikdy predtým nevideli." Môžete očakávať, že uvidíte vonkajšiu vrstvu vodíka, niekedy zmiešanú s héliom, alebo iba zmes hélia a uhlíka, “uviedol v tlačovej správe hlavný autor Hollands. „Neočakávate, že uvidíte túto kombináciu vodíka a uhlíka súčasne s tým, že medzi tým by mala byť silná vrstva hélia, ktorá to zakazuje. Keď sme sa na to pozreli, nedávalo to zmysel. “
V hviezdnom vyjadrení nie je väčšina bielych trpaslíkov taká masívna. Zvyčajne sú približne 0,6-krát väčšie ako naše Slnko. Ale WDJ0551 + 4135 je iný. Jeho hmotnosť je takmer dvojnásobná ako v prípade klasického bieleho trpaslíka pri 1,14 slnečnej hmoty. Je to stále veľmi kompaktné pre objekt s tak veľkou hmotnosťou, rovnako ako iné biele trpaslíky. Je to len asi dve tretiny priemeru Zeme.
Rýchlosť v priestore sa tiež nezhoduje s inými bielymi trpaslíkmi. Astronómovia používajú výraz „miestny štandard odpočinku“ na opis priemerného pohybu hmoty v Mliečnej dráhe. Je to medzi 202 - 241 km / s. Ale WDJ0551 + 4135 cestuje pri 129 ± ± 5? Km? S?1 v porovnaní s miestnym štandardom odpočinku, omnoho rýchlejšie ako iná hmota.
Keďže staršie hviezdy cestujú rýchlejšie ako mladé, keď obiehajú po Mliečnej dráhe, musí tento biely trpaslík starnúť. V skutočnosti jej vysoká rýchlosť znamená, že je rýchlejšia ako 99% iných bielych trpaslíkov v galaxii. Vo svojej štúdii autori uvádzajú: „Zistili sme, že táto rýchlosť je na 99. percentile trojrozmerného (3D) rozloženia rýchlosti blízkych bielych trpaslíkov s podobnými absolútnymi hodnotami. Pretože disperzia hviezdnej rýchlosti sa zvyšuje s vekom systému, rýchla kinematika WD J0551 + 4135 môže znamenať, že vek systému je oveľa starší, ako vyplýva z chladenia bielych trpaslíkov. “
Všetky tri vlastnosti ho odlišujú od ostatných bielych trpaslíkov: jeho rýchlosť / vek, hmotnosť a viditeľný uhlík.
"Jediný spôsob, ako to vysvetliť, je, že vznikol zlúčením dvoch bielych trpaslíkov."
OCHRANNÉ ZNÁMKY OCHRANNÝCH AUTOROV, UNIVERZITA VOJENSKÝCH VÁP.
„Máme kompozíciu, ktorú nedokážeme vysvetliť normálnym hviezdnym vývojom, hmotu dvojnásobnú v porovnaní s bielym trpaslíkom a kinematický vek starší ako vek odvodený z chladenia,“ povedal Hollands. „Sme si istí, ako jedna hviezda tvorí jedného bieleho trpaslíka, a to by nemalo robiť. Jediný spôsob, ako to vysvetliť, je, že vznikol zlúčením dvoch bielych trpaslíkov. “
Zlúčený trpaslík je pravdepodobne výsledkom miliárd rokov hviezdnej evolúcie v dvojhviezdnom systéme. Jedna z hviezd dosiahne svoju fázu červeného obra pred svojím partnerom a expanduje a obklopuje partnera. Keď sa prvá hviezda zmenšuje, obežná dráha medzi oboma sa približuje. Potom druhá hviezda prechádza fázou červeného obra, rozširuje a obaluje druhú.
Trvá to miliardy rokov, ale nakoniec vďaka gravitačnej vlne sa obežná dráha zmenšuje ešte viac. Koniec je v dohľade, prípadne manželstvo, a keď sa obežná dráha dostatočne zmenšuje, hviezdy sa zlúčia do jedného.
"Nie je toho veľa masívnych bielych trpaslíkov, aj keď existuje viac, ako by ste očakávali, čo naznačuje, že niektoré z nich pravdepodobne vznikli zlúčením."
OCHRANNÉ ZNÁMKY OCHRANNÝCH AUTOROV, UNIVERZITA VOJENSKÝCH VÁP.
Astronómovia predpovedali existenciu zlúčených bielych trpaslíkov, ale tento stále prevyšuje očakávania. Predpovedajú, že fúzie by sa mali uskutočňovať medzi dvoma bielymi trpaslíkmi rôznych veľkostí. Zdá sa však, že WDJ0551 + 4135 je zlúčením trpaslíkov podobnej veľkosti.
Na bielych trpaslíkov existuje horná hranica hmotnosti aj pre pár, ktorý sa zlúčil. Ak je výsledný hviezdny objekt dostatočne masívny, bude explodovať ako tepelná útek supernova. Astrofyzici si myslia, že limit je asi 1,4 solárnych hmôt, ale nie sú si istí. Je možné, že objekty môžu explodovať ako supernovy pri menej ako 1,4 slnečnej hmote. Pri 1,14 slnečnej masy tento biely trpaslík pomáha astrofyzikom pochopiť hornú hranicu hmotnosti.
Vedci dokážu pochopiť vek bielych trpaslíkov tým, že sa pozrú na jeho teplotu. Bieli trpaslíci negenerujú žiadne teplo, pretože už nedochádza k žiadnej fúzii. Sú skôr ako uhlíky ako hviezdy a sledovaním chladenia hviezdy môžu určiť jej vek. Keď sa však zlúčia dvaja bieli trpaslíci, proces chladenia sa začne znova.
Neexistuje žiadny presný spôsob, ako určiť vek tohto človeka, a dvaja bieli trpaslíci mohli byť bieli trpaslíci miliardy rokov pred zlúčením. Vedci si napriek tomu myslia, že k samotnej fúzii došlo asi pred 1,3 miliardami rokov.
Vedci doteraz našli len niekoľko zlúčených bielych trpaslíkov. Toto je však prvýkrát, čo bolo identifikované na základe svojho zloženia.
"Nie je toho veľa masívnych bielych trpaslíkov, hoci existuje viac, ako by ste očakávali, čo naznačuje, že niektoré z nich boli pravdepodobne vytvorené fúziami," uviedol Hollands.
"V budúcnosti by sme mohli byť schopní použiť techniku nazývanú asteroseismológia, aby sme sa dozvedeli o jadrovom zložení bieleho trpaslíka z jeho hviezdnych pulzácií, čo by bola nezávislá metóda potvrdzujúca túto hviezdu vytvorenú zlúčením."
"Možno najzaujímavejším aspektom tejto hviezdy je to, že musela explodovať ako supernova - tieto výbuchy gargantuanov sú skutočne dôležité pri mapovaní štruktúry vesmíru, pretože môžu byť odhalené na veľké vzdialenosti," uviedol Hollands. „Stále však existuje veľká neistota o tom, aký druh hviezdnych systémov sa dostal do fázy supernovy. Zvláštne, ako to môže znieť, meranie vlastností tohto „zlyhalo“ supernovy a budúcich podobností nám hovorí veľa o cestách k termonukleárnej sebazničeniu. “
Viac:
- Tlačová správa: Dve hviezdy sa zlúčili a vytvorili obrovský biely trpaslík
- Štúdia: Veľmi masívny biely trpaslík so zmiešanou atmosférou vodík - uhlík ako pravdepodobný zvyšok po zlúčení
- Vesmírny časopis: Bizarná hviezda môže byť výsledkom zlúčenia dvoch bielych trpaslíkov
