Зображення художника білого карлика, що проходить перед червоною зіркою карлика. Коли білий карлик проходить перед своїм більшим супутником, він згинається і збільшує світло фонової зірки.
(Зображення: © NASA / JPL-Caltech)
Вчені помітили неймовірно дивне, "неможливе" біла карликова зірка у відкритті, яке припускає, що ці об’єкти зустрічаються навіть частіше, ніж підозрювані, або що відбувається щось навіть незнайоме.
Білі карлики - це зоряні ядра залишені зірками, як наше сонце. Коли ці зірки закінчуються паливом, вони проливають свої зовнішні шари і залишають після себе серцевину, яка охолоджується протягом мільярдів років. Маса білого карлика базується на масі оригінальної зірки, що в свою чергу відображає її вік.
Ці стосунки означають, що дослідники можуть використовувати масу білого карлика для обчислення його віку. І за останнє десятиліття астрономи виявили близько 100 білих карликів з такою низькою масою, що вони здаються старшими за Всесвіт 14,8 мільярда років.
Поки астрономи вирішували цю загадку, зазначивши, що майже всі ці об'єкти трапляються із супутниковою зіркою це могло б витягнути частину маси білого карлика, зробивши його схоже старшою, ніж є насправді. Але дуже маленька жменька цих надзвичайно низьких масових білих гномів не має супутників, які звинувачують їх у масовій зміні, що ставить питання про те, як ці об'єкти можуть існувати.
У нових дослідженнях вчені описують знаходження білого гнома з надзвичайно малою масою, у якого є супутник, але ця зірка є досить віддаленою, щоб вона не могла вкрасти масу білого карлика. Оскільки шанси помітити таку пару з використаними вченими інструментами настільки низькі, відкриття може означати, що "неможливі" білі гноми набагато частіше зустрічаються, ніж уявлялося раніше.
"Цей висновок говорить про те, що чогось не вистачає в нашому теперішньому розумінні низького масового формування білого карлика та / або бінарних взаємодій," Кенто Масуда, провідний автор у новій статті, що описує дослідження та астроном в Принстонському університеті, розповів Space.com від електронною поштою.
Білий карлик-головоломка
Масуда та його колеги використовували дані, зібрані знаменитим інструментом полювання на планету NASA, космічним телескопом Kepler. Вчені знайшли тисячі планет і кандидатів у екзопланети в даних, які Кеплер зібрав під час своєї дев'ятирічної основної та розширеної місії. Інструмент бачить планети як ритмічні занурення в яскравості зірки. Затемнення викликане прослизанням планети між зіркою та Кеплером, що називається транзитом.
Але космічний телескоп також дав безліч астрономічних відкриттів. Минулого року Масуда та його колеги помітили, що зірка типу G G 8145411 регулярно просвічувалась, незвичне перевернення транзитних ситуацій. Якщо пара орбіт зірок вирівняється з Землею, їх світло буде змінюватися, коли одна зірка проходить навпроти іншої. Зазвичай світло тьмяніє, оскільки загальне світло від системи зменшується, а одна зірка зникає на задній стороні.
Однак якщо одна з зірок є досить компактною, як білий карлик, вона може зігнути світло своєї зірки-супутника, коли вона проходить спереду, виступаючи лінзою для збільшення поверхні менш щільної зірки. Це явище, що отримало назву самомікролінгенсу, коли воно відбувається в двійковій формі, призвело б до імпульсів яскравості.
Системи самооб'єктиви прогнозувались протягом певного часу, але вчені не змогли помітити таку пару, поки Кеплер не міг вивчити тисячі зіркових систем одночасно. Перша така система була виявлена у 2014 році; відтоді було знайдено ще чотири, серед яких KIC 8145411.
Але справжня несподіванка настала, коли Масуда та його колеги повернули телескоп Subaru на Гаваях та 1,5-метровий телескоп в обсерваторії Фріда Лоуренса Уіппла в Арізоні за новою системою пошуку.
Їх подальші спостереження показали, що білий карлик був приблизно п’ятою масою нашого сонця, що входить до класу надзвичайно низьких масових білих гномів. Але, на подив вчених, зірка-супутник орбітала занадто далеко від білого карлика, щоб змогла наповнити свою масу. Щось ще повинно бути причиною такого низького очевидного віку для білого карлика, підсумували вчені.
Великий поворот
Можливо, вони додали, що білий гном - це зовсім не білий гном. Вчені змогли визначити лише масу об'єкта та його порівняно невелику кількість; у команди немає чіткої оцінки розміру. Ця невизначеність означає, що об’єкт, що лінзує зірку, насправді може бути щільніше Чорна діра або нейтронна зірка що збирає ту саму масу в менший простір. Однак є два аргументи проти більш екзотичного походження для малого предмета.
По-перше, білі карлики набагато частіше зустрічаються, ніж чорні діри чи нейтронні зірки, що робить їх статистично більш імовірним супутником. Мабуть, більш тривожно, астрофізики не мають хорошого пояснення того, як може утворюватися така низькомасова нейтронна зірка або чорна діра, сказала Масуда, і вони не помітили жодних крихітних прикладів, на відміну від надзвичайно малих білих карликів.
"Я визнаю, що цей аргумент може бути не зовсім переконливим, враховуючи, що ми не маємо хорошого пояснення того, як утворився цей білий карлик", - сказав він.
Якщо KIC 8145411 орбітує з білим карликом, це може запропонувати астрономам ще раз поглянути на те, що ми думаємо, що ми знаємо про те, як утворюються білі карлики і як вони взаємодіяти з супутниками.
"Еволюція однієї зірки не може пояснити такого [надзвичайно низької маси] білого карлика, тому передбачається, що взаємодія з тісним бінарним відіграє важливу роль", - сказав Масуда. "Але знову ж таки, цей сценарій бінарної взаємодії не дозволяє пояснити спостережувану орбіту системи KIC 8145411, оскільки орбіта не настільки близька, як потрібно для цього сценарію. Тому деякі частини цієї історії потребують модифікації - хоча ми цього не робимо" т ще не знаю, який ".
Масуда сказав, що він та його колеги планують продовжувати полювання на маленьких білих карликів у подібних двійкових колах, щоб дізнатися більше про їх властивості.
"Я сподіваюся, що вони допоможуть нам розгадати загадку, представлену системою KIC 8145411, і приведуть до [a] більш повного розуміння білих карликів у бінарних файлах", - сказав Масуда.
Дослідження описано в папір опубліковано 5 серпня в "Астрофізичному журналі" Листи.
- Теорія Ейнштейна допомагає ІД першим екзопланетам поза Чумацьким Шляхом
- Гравітаційне мікромовлення - як планети знаходять за допомогою цієї методики [ВІДЕО]
- Сонце перетвориться на гігантський кришталевий кулю після того, як воно вмирає
