Астрономи знайшли білого карлика, який колись були двома білими гномами. Пара зірок злилася в одну близько 1,3 мільярда років тому. Отримана зірка, названа WDJ0551 + 4135, знаходиться приблизно за 150 світлових років.
Білий карлик - це кінцевий стан зірок, як наше Сонце. Після споживання ядерного палива вони викидають свій зовнішній матеріал. Залишилося - це невимовно щільна колекція матерій, де не відбувається злиття. Світловість відбувається від накопиченої теплової енергії.
"Ця зірка виділялася як щось, чого ми ніколи не бачили".
Ведучий автор Марк Холландс, Університет Уорік.
Цей білий карлик відрізняється від інших. Зазвичай атмосфера білого карлика не містить багато вуглецю. Але WDJ0551 + 4135 має атмосферу з підвищеним рівнем вуглецю. Він також набагато масивніший, ніж типовий білий карлик.
Обидві ці характеристики виділялися астрономами позаду нового дослідження, що оголосило про відкриття. Провідний дослідник дослідження - доктор Марк Холландс з кафедри фізики Університету Уоріка. Дослідження має назву "Ультрамасивна біла карлика зі змішаною атмосферою водень-вуглець як вірогідний залишок об'єднання". Він опублікований у виданні Nature Astronomy 2 березня.
Перш ніж зірка стане білим карликом, вона проходить фазу червоного гіганта. Якщо у червоного гіганта не вистачає маси для плавлення вуглецю, то вуглець і кисень збиратимуться масою в центрі зірки. Коли зірка проливає її зовнішні шари, вона врешті залишає після себе лише залишок, білого карлика. Більшість карликів в основному складаються з вуглецю та кисню, хоча є й інші типи.
Але зазвичай цього вуглецю не видно. Товстий шар гелію зазвичай блокує його. У своєму дослідженні команда використовувала телескоп Вільяма Гершеля, щоб дослідити білого карлика спектроскопічно. Це показало, що атмосфера мала надзвичайно високий вміст вуглецю, що не може бути можливим.
«Ця зірка виділялася як щось, чого ми ніколи не бачили. Ви можете очікувати, що ви побачите зовнішній шар водню, іноді змішаний з гелієм, або просто суміш гелію та вуглецю », - сказав головний автор Холландс у прес-релізі. "Ви не сподіваєтесь побачити це поєднання водню та вуглецю одночасно, оскільки між ними повинен бути товстий шар гелію, що забороняє це. Коли ми це подивилися, це не мало сенсу ».
Зоряно, більшість білих карликів не настільки масивні. Вони зазвичай приблизно в 0,6 рази масивніші, ніж наше Сонце. Але WDJ0551 + 4135 відрізняється. Його маса майже вдвічі більша, ніж у типового білого карлика, при 1,14 сонячних масах. Це все ще надзвичайно компактно для предмета з такою масою, як і інші білі карлики. Це лише приблизно дві третини діаметра Землі.
Швидкість через простір також не відповідає іншим білим карликам. Астрономи використовують термін «місцевий стандарт відпочинку» для опису середнього руху речовини в Чумацькому Шляху. Це між 202–241 км / с. Але WDJ0551 + 4135 подорожує зі швидкістю 129 ° ± 5 ° км? С?1 відносно місцевого стандарту відпочинку, набагато швидше, ніж інші речовини.
Оскільки старші зірки подорожують швидше, ніж молоді, оскільки вони обидва на орбіті Чумацьким Шляхом, цей білий гном повинен постаріти. Насправді, його висока швидкість означає його швидше, ніж 99% інших білих карликів у галактиці. У своєму дослідженні автори стверджують, що «Ми виявили, що ця швидкість знаходиться на 99-му перцентиліті тривимірного (3D) розподілу швидкостей білих карликів поблизу з абсолютними величинами. Оскільки дисперсія зоряної швидкості зростає з віком системи, швидка кінематика WD J0551 + 4135 може означати вік системи набагато старший, ніж мається на увазі просто при охолодженні білого карлика. "
Усі три характеристики відрізняють його від інших білих карликів: швидкість / вік, маса та видимий вуглець.
"Єдиний спосіб пояснити це, якщо він утворився шляхом злиття двох білих карликів".
ЛІДАЙТЕ АВТОРСЬКІ МАРКИ HOLLANDS, УНІВЕРСИТЕТ WARWICK
"У нас є склад, який ми не можемо пояснити за допомогою нормальної зоряної еволюції. Маса, що вдвічі перевищує середню для білого карлика, і кінематичний вік, старший за показник охолодження", - сказав Холландс. "Ми майже впевнені, як одна зірка утворює одного білого карлика, і не варто цього робити. Єдиний спосіб пояснити це, якщо він утворився шляхом злиття двох білих карликів ».
Злитий-карлик, ймовірно, є результатом мільярдів років зоряної еволюції у бінарній системі зірок. Одна зірка досягає фази червоного гіганта перед партнером і розширюється, обволікаючи партнера. Коли перша зірка згортається, орбіта між двома наближається. Потім друга зірка проходить свою фазу червоного гіганта, розширюючи і обволікаючи другу.
Це займає мільярди років, але з часом гравітаційна хвиля випромінює орбіту ще більше. Кінець видно, або шлюб, можливо, і коли орбіта достатньо скоротиться, зірки злилися в одну.
"Немало білих карликів такої масивної, хоча є більше, ніж ви могли б побачити, що означає, що деякі з них, ймовірно, були утворені злиттями".
ЛІДАЙТЕ АВТОРСЬКІ МАРКИ HOLLANDS, УНІВЕРСИТЕТ WARWICK
Астрономи передбачили існування злитих білих карликів, однак це все ж порушує очікування. Вони передбачають, що злиття повинні бути між двома білими карликами різного розміру. Але WDJ0551 + 4135, схоже, є злиттям між карликами подібного розміру.
Білі карлики мають верхню межу маси, навіть для пари, що злилися. Якщо отриманий зоряний об’єкт буде досить масивним, він вибухне як теплова втекла наднова. Астрофізики вважають, що межа становить близько 1,4 сонячних мас, але вони не визначені. Можливо, що об'єкти можуть вибухати як наднови при меншій ніж 1,4 маси сонячної енергії. На 1,14 сонячних масах цей білий карлик допомагає астрофізикам зрозуміти верхню межу маси.
Вчені можуть зрозуміти вік білого карлика, дивлячись на його температуру. Білі карлики не генерують тепла, тому що вже немає синтезу. Вони більше схожі на вугілля, ніж на зірки, і контролюючи охолодження зірки, вони можуть визначити її вік. Але коли два білі карлики зливаються, процес охолодження починається знов.
Немає точного способу визначити вік цього, і два білих карлики, можливо, були білими карликами протягом мільярдів років до злиття. Проте дослідники вважають, що саме злиття відбулося близько 1,3 млрд років тому.
Вчені раніше лише знайшли кілька злитих білих карликів. Але це вперше виявлено через його склад.
"Немало білих карликів такої масивної, хоча є більше, ніж можна було б побачити, що означає, що деякі з них, ймовірно, були утворені злиттям", - сказав Голландс.
"В майбутньому ми можемо скористатися технікою, званою астеросейсмологією, щоб дізнатися про основний склад білого карлика з його зоряних пульсацій, що було б незалежним методом, що підтверджує, що ця зірка утворилася в результаті злиття".
"Мабуть, найбільш хвилююча сторона цієї зірки полягає в тому, що вона, мабуть, майже не змогла вибухнути як наднова - ці вибухи гарганту дійсно важливі для відображення структури Всесвіту, оскільки їх можна виявити на дуже великих відстанях", - сказав Голландії. "Однак, залишається багато невизначеності щодо того, які зоряні системи добираються до стадії наднової. Як не дивно, вимірювання властивостей цієї "невдалої" наднової та майбутніх схожих образів нам багато розповідає про шляхи до термоядерного самознищення. "
Більше:
- Прес-реліз: Дві зірки злилися, утворюючи масивний білий карлик
- Дослідження: надмасивний білий карлик із змішаною атмосферою водень-вуглець як вірогідний залишок злиття
- Космічний журнал: Химерна зірка може бути результатом злиття двох білих гномів
