Враження художника двох білих карликів у процесі злиття.
(Зображення: © University of Warwick / Mark Garlick)
Гігант білий карлик Зірка може бути нащадком зіткнення двох інших білих карликів, з'ясовує нове дослідження.
Нова знахідка свідчить про те, що інші ультрамасивні білі карлики з подібним походженням могли існувати; це може допомогти пролити світло на те, наскільки масивним повинен бути білий карлик, щоб вибухнути в наднові, зазначили вчені, які стоять за новим дослідженням.
Білі карлики - це тьмяні, вицвітаючі ядра розмірів Землі мертвих зірок, які залишаються позаду після того, як зірки середнього розміру вичерпали пальне та пролили свої зовнішні шари. Наше сонце стане одного дня білим карликом, як і більше 90% зірок у нашій галактиці.
Вчені вивчали білого карлика, відомого як WDJ0551 + 4135, який розташований приблизно за 150 світлових років від Землі. Останні висновки від Європейського космічного агентства Телескоп Гая припустив, що цей об’єкт може бути надзвичайно масивним білим карликом. Щоб дізнатися більше про цю незвичайну мертву зірку, вчені проаналізували її, використовуючи дані телескопа Вільяма Гершеля на Канарських островах.
Досліджуючи спектр кольорів у світлі, випромінюваному білим карликом, астрономи змогли визначити хімічні речовини всередині зірки. Несподівано дослідники виявили високий рівень вуглецю в атмосфері об'єкта, якого вчені ніколи не бачили у білих карликів.
"Білий карлик має внутрішню структуру, схожу на цибулю, в тому, що він знаходиться в шарах", - розповів Space.com провідний автор дослідження Марк Холландс, астрофізик з університету Уорік в Англії. "У ядрі білого карлика більша частина його маси складається з вуглецю і кисню, і тоді, як правило, поверх цього є шар гелію, а потім шар водню. Отже, коли ви наводите телескоп на біле карликові, ти просто бачиш зовнішні шари ".
Ця структура означає, що вчені навчаються білі карлики типово бачать просто водень або просто гелій, або, можливо, суміш гелію та вуглецю. Але це не те, що Голландс та його колеги бачили у цьому білому гномі.
"Ви ніколи не сподіваєтесь побачити водень і вуглець, змішані разом у білому карлику. Там повинен бути шар гелію, який тримає їх відокремленими", - сказав Холландс. "Це було дійсно дивно і дуже дивно, і постало велике питання, як це могло статися".
Голландс та його колеги сказали, що вони мають вирішити цю головоломку: Дивна структура виникла, коли двоє інших білих гномів розбилися разом, а їх нутрощі змішалися, писали вчені. Але новий масивний білий карлик був не досить великий, щоб викликати наднову, залишивши дивно велику зірку недоторканою.
Для дослідників ключовою підказкою цієї таємниці стала маса цього білого гнома. Більшість білих карликів приблизно в 0,6 рази перевищує масу Сонця, але WDJ0551 + 4135 майже вдвічі перевищує середню масу білих карликів, 1,14 маси сонячної маси, усі вони ущільнені в просторі всього на дві третини діаметра Землі.
Ще одна підказка - очевидний вік цього білого гнома. Старі білі карлики, як правило, крутіші і орбіти центру Чумацький шлях швидше, ніж їхні молодші колеги, оскільки вони втратили більше тепла з часом і відчули більше гравітаційних взаємодій з іншими зірками, що прискорюють їх. Однак WDJ0551 + 4135 рухається швидше, ніж 99% інших сусідніх білих карликів, які мають приблизно однакову температуру, що дозволяє припустити, що один із цих двох вимірювань віку був перекошений.
Дослідники знали, що WDJ0551 + 4135 має дивний склад, масу вдвічі більше середнього білого карлика та вік, який здався відносно молодим, якщо дивитися на тепло зірки, але відносно старий, якщо дивитися на його рухи. Астрономи зрозуміли, що одна подія може пояснити всі ці таємниці: WDJ0551 + 4135, що утворився при зіткненні двох білих гномів, нагріваючи отриманий білий гном і відновивши процес його охолодження.
"Хоча є багато доказів того, що подібні злиття відбуваються, включаючи приклади в далеких галактиках, насправді вибирати білого карлика і говорити, що це тут є злиття, досить важко", - сказав Голландс. "Це лише один із кількох випадків, коли це можна було зробити, і єдиний, визначений за його складом".
Вчені заявили, що злиття відбулося близько 1,3 мільярда років тому. Але ця подія скинула вік охолодження WDJ0551 + 4135, що ускладнює визначення віку двох оригінальних білих карликів, яким могло бути багато мільярдів років.
Їх небагато білі карлики настільки масивний, як WDJ0551 + 4135, але є більше таких масивних білих карликів, ніж можуть прогнозувати нинішні моделі формування білого карлика, сказав Холландс, припустивши, що деякі з них можуть утворитися шляхом злиття. Дослідники зазначають, що вони особливо схвильовані розумінням цього білого гнома та інших, подібних до нього, може надати межу між масивним білим карликом і надновою.
Астрономи могли також дізнатися більше про внутрішню частину WDJ0551 + 4135, вивчивши найтонші пульсації яскравості, спричинені хвилями, що рухаються по внутрішній зорі, сказав Голландс. Якщо вчені зможуть виявити кілька хвиль різної частоти, що подорожують цим білим карликом, вони можуть дізнатися більше про внутрішню будову зірки. "Це могло б дати незалежну думку про те, чи утворилася ця зірка в результаті злиття", - сказав Голландс.
Вчені докладно їхні висновки онлайн понеділок (2 березня) у журналі Nature Astronomy.
- Знайте своїх новинок: пояснення вибухів зірки (інфографіка)
- Галерея: Вмираючі зірки споживають скелясті чужі планети
- Зорі чорних карликів: (теоретичний) кінець еволюції зірки
