Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη για δύο λευκούς νάνους στη διαδικασία συγχώνευσης.
(Εικόνα: © University of Warwick / Mark Garlick)
Ενας γίγαντας άσπρος νάνος Το αστέρι μπορεί να είναι ο απόγονος σύγκρουσης μεταξύ δύο άλλων λευκών νάνων, σύμφωνα με νέα μελέτη.
Το νέο εύρημα υποδηλώνει ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν και άλλοι υπέρμετρα λευκοί νάνοι με παρόμοια προέλευση. Αυτό μπορεί να βοηθήσει να ρίξει φως στο πόσο τεράστιος ένας λευκός νάνος πρέπει να εκραγεί σε ένα σουπερνόβα, δήλωσαν οι επιστήμονες πίσω από τη νέα έρευνα.
Οι λευκοί νάνοι είναι οι σκοτεινοί, εξασθενισμένοι, πυρήνες μεγέθους της Γης των νεκρών αστεριών που έχουν μείνει πίσω αφού τα αστέρια μέσου μεγέθους έχουν εξαντλήσει τα καύσιμα τους και ρίξουν τα εξωτερικά τους στρώματα. Ο ήλιος μας θα γίνει μια μέρα λευκός νάνος, όπως και περισσότερο από το 90% των αστεριών στον γαλαξία μας.
Οι επιστήμονες μελέτησαν έναν λευκό νάνο γνωστό ως WDJ0551 + 4135, ο οποίος βρίσκεται περίπου 150 έτη φωτός από τη Γη. Πρόσφατα ευρήματα από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος Τηλεσκόπιο Gaia πρότεινε ότι αυτό το αντικείμενο μπορεί να είναι ένας εξαιρετικά μεγάλος λευκός νάνος. Για να μάθουν περισσότερα για αυτό το ασυνήθιστο νεκρό αστέρι, οι επιστήμονες το ανέλυσαν χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Τηλεσκόπιο William Herschel στα Κανάρια Νησιά.
Εξετάζοντας το φάσμα των χρωμάτων στο φως που εκπέμπεται από τον λευκό νάνο, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να εντοπίσουν τις χημικές ουσίες μέσα στο αστέρι. Απροσδόκητα, οι ερευνητές βρήκαν ένα υψηλό επίπεδο άνθρακα στην ατμόσφαιρα του αντικειμένου, το οποίο οι επιστήμονες δεν είχαν ξαναδεί ποτέ σε λευκούς νάνους.
"Ένας λευκός νάνος έχει εσωτερική δομή σαν ένα κρεμμύδι, καθώς είναι σε στρώματα", δήλωσε στο Space.com ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Mark Hollands, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Warwick στην Αγγλία. "Στον πυρήνα του λευκού νάνου, το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του αποτελείται από άνθρακα και οξυγόνο, και στη συνέχεια συνήθως έχετε ένα στρώμα ηλίου πάνω από αυτό, και στη συνέχεια ένα στρώμα υδρογόνου. Έτσι, όταν δείχνετε ένα τηλεσκόπιο σε ένα λευκό νάνος, βλέπεις απλώς τα εξωτερικά στρώματα. "
Αυτή η δομή σημαίνει ότι οι επιστήμονες μελετούν λευκοί νάνοι συνήθως βλέπουν μόνο υδρογόνο ή μόνο ήλιο, ή ίσως ένα μείγμα ηλίου και άνθρακα. Αλλά αυτό δεν είδαν ο Hollands και οι συνάδελφοί του σε αυτόν τον λευκό νάνο.
"Ποτέ δεν περιμένετε να δείτε το υδρογόνο και τον άνθρακα να αναμιγνύονται μαζί σε έναν λευκό νάνο - θα πρέπει να υπάρχει ένα στρώμα ηλίου που να τους χωρίζει", δήλωσε ο Hollands. «Αυτό ήταν πραγματικά παράξενο και πολύ εκπληκτικό και έθεσε το μεγάλο ερώτημα για το πώς θα μπορούσε να είχε συμβεί».
Ο Χόλαντς και οι συνάδελφοί του είπαν ότι έχουν μια λύση σε αυτό το παζλ: Η περίεργη δομή δημιουργήθηκε όταν δύο άλλοι λευκοί νάνοι έσπασαν μαζί και τα πικρά τους αναμίχθηκαν, έγραψαν οι επιστήμονες. Αλλά ο νέος τεράστιος λευκός νάνος δεν ήταν αρκετά μεγάλος για να πυροδοτήσει μια σουπερνόβα, αφήνοντας το περίεργο μεγάλο αστέρι ανέπαφο.
Για τους ερευνητές, βασική ένδειξη αυτού του μυστηρίου ήταν η μάζα αυτού του λευκού νάνου. Οι περισσότεροι λευκοί νάνοι έχουν περίπου 0,6 φορές τη μάζα του ήλιου, αλλά το WDJ0551 + 4135 είναι σχεδόν διπλάσιο της μέσης μάζας των λευκών νάνων, σε 1,14 ηλιακές μάζες, όλα συμπιεσμένα σε ένα διάστημα μόλις τα δύο τρίτα της διαμέτρου της Γης.
Μια άλλη ένδειξη είναι η φαινομενική εποχή αυτού του λευκού νάνου. Οι παλαιότεροι λευκοί νάνοι είναι συνήθως πιο δροσεροί και περιστρέφονται γύρω από το κέντρο Γαλαξίας γρηγορότερα από τους νεότερους ομολόγους τους, επειδή έχουν χάσει περισσότερη θερμότητα με την πάροδο του χρόνου και έχουν βιώσει περισσότερες βαρυτικές αλληλεπιδράσεις με άλλα αστέρια που τα επιταχύνουν. Ωστόσο, το WDJ0551 + 4135 κινείται πιο γρήγορα από το 99% άλλων κοντινών λευκών νάνων που έχουν περίπου την ίδια θερμοκρασία, υποδηλώνοντας ότι μία από αυτές τις δύο μετρήσεις ηλικίας ήταν λοξή.
Οι ερευνητές ήξεραν ότι το WDJ0551 + 4135 είχε μια παράξενη σύνθεση, μια μάζα διπλάσια από τη μέση λευκή νάνος και μια ηλικία που φαινόταν σχετικά νέα αν κοίταζε τη θερμότητα του αστεριού αλλά σχετικά παλιά αν κοίταζε τις κινήσεις του. Οι αστρονόμοι συνειδητοποίησαν ότι ένα γεγονός μπορούσε να εξηγήσει όλα αυτά τα μυστήρια: το WDJ0551 + 4135 σχηματίστηκε όταν συγκρούστηκαν δύο λευκοί νάνοι, θερμαίνοντας τον προκύπτον λευκό νάνο και επανεκκίνηση της διαδικασίας ψύξης.
"Παρόλο που υπάρχουν πολλές ενδείξεις ότι τέτοιες συγχωνεύσεις συμβαίνουν, συμπεριλαμβανομένων παραδειγμάτων σε απομακρυσμένους γαλαξίες, στην πραγματικότητα η απομάκρυνση ενός λευκού νάνου και το να πούμε ότι αυτό είναι από μια συγχώνευση είναι αρκετά δύσκολο", δήλωσε ο Hollands. "Αυτή είναι μόνο μία από τις λίγες περιπτώσεις όπου ήταν δυνατό να γίνει αυτό και η μόνη που εντοπίστηκε μέσω της σύνθεσής της."
Οι επιστήμονες δήλωσαν ότι η συγχώνευση πραγματοποιήθηκε περίπου 1,3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αλλά αυτό το γεγονός επαναφέρει την ηλικία ψύξης του WDJ0551 + 4135, καθιστώντας δύσκολο τον προσδιορισμό των ηλικιών των δύο πρωτότυπων λευκών νάνων, που θα μπορούσαν να ήταν πολλά δισεκατομμύρια χρόνια.
Είναι μερικά λευκοί νάνοι τόσο τεράστιο όσο το WDJ0551 + 4135, αλλά υπάρχουν τόσοι τεράστιοι λευκοί νάνοι από τα τρέχοντα μοντέλα σχηματισμού λευκών νάνων, είπε ο Hollands, υποδηλώνοντας ότι ορισμένα από αυτά ενδέχεται να έχουν σχηματιστεί μέσω συγχωνεύσεων. Οι ερευνητές είπαν ότι είναι ιδιαίτερα ενθουσιασμένοι από την διορατικότητα αυτού του λευκού νάνου και άλλων, όπως θα μπορούσε να παρέχει στη γραμμή ορίου μεταξύ τεράστιου λευκού νάνου και σουπερνόβα.
Οι αστρονόμοι θα μπορούσαν επίσης να μάθουν περισσότερα για τα πτερύγια του WDJ0551 + 4135 εξετάζοντας τους λεπτούς παλμούς στη φωτεινότητα που προκαλούνται από τα κύματα που ταξιδεύουν μέσα από το εσωτερικό του αστεριού, δήλωσε ο Hollands. Εάν οι επιστήμονες μπορούν να εντοπίσουν πολλαπλά κύματα διαφορετικών συχνοτήτων που ταξιδεύουν μέσω αυτού του λευκού νάνου, μπορούν να μάθουν περισσότερα για την εσωτερική δομή του αστεριού. "Αυτό θα μπορούσε να παρέχει ανεξάρτητες γνώσεις σχετικά με το αν αυτό το αστέρι σχηματίστηκε από μια συγχώνευση", δήλωσε ο Hollands.
Οι επιστήμονες λεπτομερώς τα ευρήματά τους online τη Δευτέρα (2 Μαρτίου) στο περιοδικό Nature Astronomy.
- Γνωρίστε τους novas σας: Εξήγησαν οι εκρήξεις με αστέρια
- Γκαλερί: Αστέρια που πεθαίνουν καταναλώνουν βραχώδεις πλανήτες
- Μαύροι νάνοι αστέρια: Το (θεωρητικό) τέλος της αστρικής εξέλιξης
