Изображение художника белого карлика, проходящего перед звездой красного карлика. Когда белый карлик проходит перед своим большим спутником, он изгибается и увеличивает свет фоновой звезды.
(Изображение: © NASA / JPL-Caltech)
Ученые заметили невероятно странное, «невозможное» белая карликовая звезда в открытии, которое предполагает, что эти объекты даже более распространены, чем подозревается, или что происходит что-то еще более странное.
Белые карлики - звездные ядра оставленные звездами как наше солнце, Когда у этих звезд заканчивается топливо, они теряют свои внешние слои и оставляют после себя ядро, которое охлаждается в течение миллиардов лет. Масса белого карлика основана на массе оригинальной звезды, которая, в свою очередь, отражает ее возраст.
Эти отношения означают, что исследователи могут использовать массу белого карлика для расчета его возраста. А за последнее десятилетие астрономы обнаружили около 100 белых карликов с такими низкими массами, что они кажутся старше Вселенной 14,8 миллиардов лет.
Пока что астрономы решили эту проблему, отметив, что почти все эти объекты встречаться со звездой-компаньоном это может откачивать часть массы белого карлика, заставляя его казаться старше, чем есть на самом деле. Но у очень маленькой горстки этих чрезвычайно маленьких белых карликов нет компаньонов, чтобы обвинить их в изменении массы, что ставит вопрос о том, как эти объекты могут существовать.
В новом исследовании ученые описывают обнаружение чрезвычайно маленького белого карлика, у которого действительно есть спутник, но эта звезда достаточно далека, чтобы она не могла украсть массу белого карлика. Поскольку шансы обнаружить такую пару с помощью инструмента, используемого учеными, очень малы, открытие может означать, что «невозможные» белые карлики встречаются гораздо чаще, чем предполагалось ранее.
«Это открытие говорит о том, что в нашем современном понимании образования белых массовых карликов и / или бинарных взаимодействий чего-то не хватает», - сказал Spaceto электронное письмо.
Загадка белого карлика
Масуда и его коллеги использовали данные, собранные знаменитым инструментом НАСА для поиска планет, космическим телескопом Кеплера. Ученые нашли тысячи планет и кандидатов в экзопланеты в данных, собранных Кеплером в течение его девятилетней основной и расширенной миссии. Инструмент замечает планеты как ритмичные провалы в яркости звезды. Затемнение вызвано скольжением планеты между звездой и Кеплером, которое называется транзитом.
Но космический телескоп также сделал множество астрономических открытий. В прошлом году Масуда и его коллеги заметили, что звезда G-типа KIC 8145411 регулярно освещалась, что является необычным изменением ситуации с транзитом. Если пара орбитальных звезд выстроится в линию с Землей, их свет изменится, когда одна звезда пройдет перед другой. Обычно свет тускнеет, потому что общий свет от системы уменьшается, а одна звезда исчезает на обратной стороне.
Однако, если одна из звезд достаточно компактна, как белый карлик, она может согнуть свет своей звезды-компаньона, когда она пройдет впереди, выступая в качестве линзы для увеличения поверхности менее плотной звезды, Это явление, называемое самомикролинзированием, когда оно происходит в двоичном виде, приведет к импульсам яркости.
Системы самообъектива были предсказаны в течение некоторого времени, но ученые не могли определить такую пару, пока Кеплер не сможет одновременно изучать тысячи звездных систем. Первая такая система была обнаружена в 2014 году; с тех пор были найдены еще четыре, включая KIC 8145411.
Но настоящий сюрприз произошел, когда Масуда и его коллеги включили телескоп Subaru на Гавайях и 1,5-метровый телескоп в обсерватории Фреда Лоуренса в Уиппле в Аризоне.
Их последующие наблюдения показали, что белый карлик составлял около одной пятой массы нашего Солнца, что вполне соответствовало классу очень маленьких белых карликов. Но, к удивлению ученых, спутник-звезда находился на орбите слишком далеко от белого карлика, чтобы иметь возможность собрать его массу. Ученые пришли к выводу, что за столь низкий видимый возраст белого карлика должно быть что-то еще.
Большой поворот
Возможно, добавили они, что белый карлик в конце концов не белый карлик. Ученые смогли определить только массу объекта и то, что он относительно мал; у команды нет точной оценки размера. Эта неопределенность означает, что объект, падающий на звезду, может быть более плотным черная дыра или нейтронная звезда это упаковывает ту же массу в меньше места. Однако есть два аргумента против более экзотического происхождения маленького объекта.
Во-первых, белые карлики встречаются гораздо чаще, чем черные дыры или нейтронные звезды, что делает их статистически более вероятными спутниками. Возможно, что еще более тревожно, у астрофизиков нет хорошего объяснения того, как может образоваться такая нейтронная звезда с малой массой или черная дыра, сказал Масуда, и они также не обнаружили ни одного крошечного примера, в отличие от белых карликов с очень низкой массой.
«Я признаю, что этот аргумент может быть не совсем убедительным, учитывая, что у нас нет хорошего объяснения того, как этот белый карлик был сформирован», - сказал он.
Если KIC 8145411 вращается вокруг белого карлика, это может побудить астрономов еще раз взглянуть на то, что, как мы думаем, мы знаем о том, как образуются белые карлики и как они взаимодействовать с компаньонами.
«Эволюция одной звезды не может объяснить такого белого карлика [чрезвычайно малой массы], поэтому предполагается, что взаимодействия с близким двойным играют важную роль», - сказал Масуда. «Но опять же, этот сценарий бинарного взаимодействия не объясняет наблюдаемую орбиту системы KIC 8145411, потому что орбита не так близка, как требуется для работы этого сценария. Поэтому некоторые части этой истории необходимо изменить - хотя мы этого не делаем» Я еще не знаю, какой ".
Масуда сказал, что он и его коллеги планируют продолжить охоту на маленьких белых карликов в похожих двоичных файлах, чтобы узнать больше об их свойствах.
«Я надеюсь, что они помогут нам решить загадку, представленную системой KIC 8145411, и приведут к более полному пониманию белых карликов в двоичных файлах», - сказал Масуда.
Исследование описано в бумага опубликовано 5 августа в журнале Astrophysical Journal Letters.
- Теория Эйнштейна помогает идентифицировать первые экзопланеты за пределами Млечного пути
- Гравитационное микролинзирование - как планеты обнаруживаются с помощью этой техники [ВИДЕО]
- Солнце превратится в гигантский хрустальный шар после его смерти
