Umělecký dojem dvou bílých trpaslíků v procesu slučování.
(Obrázek: © University of Warwick / Mark Garlick)
Obr bílý trpaslík Nová studie zjistí, že hvězda může být potomkem kolize mezi dvěma dalšími bílými trpaslíky.
Nové zjištění naznačuje, že by mohli existovat další ultramasivní bílí trpaslíci podobného původu; to může pomoci vrhnout světlo na to, jak masivní musí bílý trpaslík explodovat v a supernova, uvedli vědci za novým výzkumem.
Bílí trpaslíci jsou matná, vybledlá, zemská jádra mrtvých hvězd, která zůstávají pozadu poté, co hvězdy průměrné velikosti vyčerpají palivo a zbaví své vnější vrstvy. Naše slunce jednoho dne se stane bílým trpaslíkem, stejně jako více než 90% hvězd v naší galaxii.
Vědci studovali bílého trpaslíka známého jako WDJ0551 + 4135, který se nachází asi 150 světelných let od Země. Nedávná zjištění od Evropské kosmické agentury Dalekohled Gaia navrhl, že tento objekt může být výjimečně masivní bílý trpaslík. Aby se vědci dozvěděli více o této neobvyklé mrtvé hvězdě, analyzovali ji pomocí údajů z dalekohledu William Herschel na Kanárských ostrovech.
Zkoumáním spektra barev ve světle vyzařovaného bílým trpaslíkem byli astronomové schopni identifikovat chemikálie uvnitř hvězdy. Vědci neočekávaně našli v atmosféře objektu vysokou hladinu uhlíku, kterou vědci nikdy neviděli u bílých trpaslíků.
„Bílý trpaslík má vnitřní strukturu podobnou cibuli, v tom, že je ve vrstvách,“ řekl agentuře Space.com hlavní autor studie Mark Hollands, astrofyzik na University of Warwick v Anglii. „V jádru bílého trpaslíka je většina jeho hmoty vyrobena z uhlíku a kyslíku, a pak obvykle máte vrstvu helia nahoře a pak vrstvu vodíku. Takže když namíříte dalekohledem na bílou trpaslíku, právě vidíte vnější vrstvy. “
Tato struktura znamená, že vědci studují bílé trpaslíky obvykle vidí jen vodík nebo jen helium, nebo možná směs helia a uhlíku. To ale Hollands a jeho kolegové neviděli u tohoto bílého trpaslíka.
„Nikdy neočekáváte, že se vodík a uhlík smíchají v bílém trpaslíku - měla by existovat vrstva helia, která je udržuje odděleně,“ řekl Hollands. "To bylo opravdu podivné a velmi překvapivé a vyvolalo to velkou otázku, jak by se to mohlo stát."
Hollands a jeho kolegové říkali, že mají řešení této hádanky: Podivná struktura vznikla, když se dva další bílí trpaslíci rozbili a jejich vnitřnosti smíchaly, vědci psali. Nový masivní bílý trpaslík však nebyl dost velký na to, aby spustil supernovu, takže podivně velká hvězda zůstala neporušená.
Pro vědce bylo klíčovým vodítkem tohoto tajemství množství tohoto bílého trpaslíka. Většina bílých trpaslíků má asi 0,6násobek hmotnosti Slunce, ale WDJ0551 + 4135 je téměř dvojnásobkem průměrné hmotnosti bílých trpaslíků, při 1,14 slunečních hmotách, vše zhutněno do prostoru jen dvě třetiny průměru Země.
Dalším vodítkem je zdánlivý věk tohoto bílého trpaslíka. Starší bílí trpaslíci jsou obvykle chladnější a obíhají kolem středu mléčná dráha rychlejší než jejich mladší protějšky, protože v průběhu času ztratili více tepla a zažili více gravitačních interakcí s jinými hvězdami, které je urychlují. WDJ0551 + 4135 se však pohybuje rychleji než 99% ostatních blízkých bílých trpaslíků, kteří mají přibližně stejnou teplotu, což naznačuje, že jedno z těchto dvou měření věku bylo zkoseno.
Vědci věděli, že WDJ0551 + 4135 má podivné složení, hmotnost dvakrát větší než průměrný bílý trpaslík a věk, který vypadal relativně mladý, pokud se člověk podíval na hvězdné teplo, ale relativně starý, pokud se podíval na jeho pohyby. Astronomové si uvědomili, že jedna událost může vysvětlit všechny tyto záhady: WDJ0551 + 4135 vznikl, když se srazili dva bílí trpaslíci, zahřáli výsledného bílého trpaslíka a restartovali jeho chladicí proces.
"Ačkoli existuje spousta důkazů o tom, že k takovým fúzím dochází, včetně příkladů ve vzdálených galaxiích, ve skutečnosti je vybírání bílého trpaslíka a říkat, že toto je ze spojení, je docela těžké," řekl Hollands. "Je to jen jeden z mála případů, kdy to bylo možné, a jediný, který byl identifikován na základě svého složení."
Vědci uvedli, že ke sloučení došlo asi před 1,3 miliardami let. Ale tato událost resetovala chladicí věk WDJ0551 + 4135, takže bylo obtížné určit věky dvou původních bílých trpaslíků, kterým mohlo být mnoho miliard let.
Je jich málo bílé trpaslíky jak masivní jako WDJ0551 + 4135, ale existuje více takových masivních bílých trpaslíků, než by mohly předpovídat současné modely formace bílých trpaslíků, řekl Hollands, což naznačuje, že některé z nich by se mohly vytvořit sloučením. Výzkumníci říkají, že jsou zvláště nadšeni nahlédnutím tohoto bílého trpaslíka a dalších, jako by to mohlo poskytnout na hranici mezi masivním bílým trpaslíkem a supernovou.
Astronomové se také mohli dozvědět více o vnitřcích WDJ0551 + 4135 zkoumáním jemných pulzací v jasu způsobeném vlnami procházejícími vnitřkem hvězdy, řekl Hollands. Pokud vědci dokážou detekovat více vln různých frekvencí, které prochází tímto bílým trpaslíkem, mohou se dozvědět více o vnitřní struktuře hvězdy. „To by mohlo poskytnout nezávislé informace o tom, zda se tato hvězda vytvořila sloučením,“ řekl Hollands.
Vědci podrobně jejich zjištění online pondělí (2. března) v časopise Nature Astronomy.
- Poznejte své novy: Vysvětlení hvězdných explozí (infographic)
- Galerie: Umírající hvězdy konzumují planety mimozemšťanů
- Černé trpasličí hvězdy: (teoretický) konec hvězdné evoluce
