Впечатление художника о двух белых карликах в процессе слияния.
(Изображение: © Университет Уорика / Марк Гарлик)
Гигант белый Гном Новое исследование обнаружило, что звезда может быть потомком столкновения двух других белых карликов.
Новое открытие предполагает, что могут существовать другие ультрамассивные белые карлики с аналогичным происхождением; это может помочь пролить свет на то, насколько массивным должен быть белый карлик, чтобы взорваться в сверхновая звездаученые позади нового исследования сказали.
Белые карлики - это тусклые, исчезающие ядра размером с Землю мертвых звезд, которые остались после того, как звезды среднего размера исчерпали свое топливо и потеряли свои внешние слои. Наше солнце однажды станет белым карликом, как и более 90% звезд в нашей галактике.
Ученые изучили белого карлика, известного как WDJ0551 + 4135, который расположен примерно в 150 световых годах от Земли. Недавние выводы от Европейского космического агентства Телескоп Gaia Предполагается, что этот объект может быть исключительно массивным белым карликом. Чтобы узнать больше об этой необычной мертвой звезде, ученые проанализировали ее, используя данные телескопа Уильяма Гершеля на Канарских островах.
Исследуя спектр цветов в свете, излучаемом белым карликом, астрономы смогли идентифицировать химические вещества внутри звезды. Неожиданно исследователи обнаружили высокий уровень углерода в атмосфере объекта, которого ученые никогда раньше не видели у белых карликов.
«Белый карлик имеет внутреннюю структуру, похожую на лук, в том смысле, что он в слоях», - сказал Space.com ведущий автор исследования Марк Холландс, астрофизик из Уорикского университета в Англии. «В ядре белого карлика большая часть его массы состоит из углерода и кислорода, и тогда у вас обычно есть слой гелия сверху, а затем слой водорода. Поэтому, когда вы наводите телескоп на белый карлик, ты просто видишь внешние слои ".
Эта структура означает, что ученые, изучающие белые карлики обычно видят только водород или только гелий, или, возможно, смесь гелия и углерода. Но это не то, что Холландс и его коллеги видели в этом белом карлике.
«Вы никогда не ожидаете увидеть водород и углерод, смешанные вместе в белом карлике - должен быть слой гелия, разделяющий их», - сказал Холландс. «Это было действительно странно и очень удивительно и подняло большой вопрос о том, как это могло произойти».
По словам ученых, Холландс и его коллеги сказали, что у них есть решение этой загадки: странная структура возникла, когда два других белых карлика разбились вместе и их внутренности смешались. Но новый массивный белый карлик не был достаточно большим, чтобы вызвать сверхновую, оставив странно большую звезду нетронутой.
Для исследователей ключевым ключом к разгадке этой тайны стала масса белого карлика. Большинство белых карликов примерно в 0,6 раза больше массы Солнца, но WDJ0551 + 4135 почти вдвое превышает среднюю массу белых карликов при массе 1,14 солнечной массы, все уплотненные в пространство, составляющее всего две трети диаметра Земли.
Другая подсказка - очевидный возраст этого белого карлика. Старые белые карлики обычно холоднее и вращаются вокруг центра Млечный Путь быстрее, чем их более молодые коллеги, потому что они потеряли больше тепла с течением времени и испытали больше гравитационных взаимодействий с другими звездами, которые ускоряют их. Однако WDJ0551 + 4135 движется быстрее, чем 99% других близлежащих белых карликов, имеющих примерно одинаковую температуру, что позволяет предположить, что одно из этих двух измерений возраста было искажено.
Исследователи знали, что WDJ0551 + 4135 имеет странный состав, массу в два раза больше, чем у среднего белого карлика, и возраст, который кажется относительно молодым, если смотреть на тепло звезды, но относительно старым, если смотреть на его движения. Астрономы поняли, что одно событие может объяснить все эти загадки: WDJ0551 + 4135 образовался, когда столкнулись два белых карлика, нагревая получившегося белого карлика и возобновив процесс его охлаждения.
«Хотя существует множество доказательств того, что такие слияния происходят, в том числе примеры в далеких галактиках, на самом деле выбрать белого карлика и сказать, что это слияние, довольно сложно», - сказал Холландс. «Это только один из немногих случаев, когда это было возможно сделать, и единственный, который был определен в его составе».
Ученые заявили, что слияние произошло около 1,3 миллиарда лет назад. Но это событие сбрасывает возраст охлаждения WDJ0551 + 4135, затрудняя определение возраста двух оригинальных белых карликов, возраст которых мог бы составлять многие миллиарды лет.
Там есть несколько белые карлики По словам Холландса, таких массивных, как WDJ0551 + 4135, таких белых массивных карликов больше, чем могут предсказать нынешние модели формирования белых карликов, полагая, что некоторые из них могли образоваться в результате слияний. Исследователи заявили, что они особенно взволнованы тем, что этот белый карлик и другие, как он, может представить на границе между массивным белым карликом и сверхновой.
По словам Холландса, астрономы могли бы больше узнать о внутренностях WDJ0551 + 4135, изучив тонкие пульсации яркости, вызванные волнами, проходящими через внутреннее пространство звезды. Если ученые смогут обнаружить множество волн различной частоты, проходящих через этого белого карлика, они смогут узнать больше о внутренней структуре звезды. «Это может дать независимое представление о том, образовалась ли эта звезда в результате слияния», - сказал Холландс.
Ученые подробно их выводы онлайн понедельник (2 марта) в журнале Nature Astronomy.
- Знай своего нова: объяснение звездных взрывов (инфографика)
- Галерея: Умирающие звезды поглощают скалистые планеты инопланетян
- Звезды черного карлика: (теоретический) конец звездной эволюции
