Astronómovia našli najmenšieho bieleho trpaslíka, akého kedy videli, a sotva drží pohromade

Ilustrácia veľkosti bieleho trpaslíka. (Giuseppe Parisi)

Mŕtva hviezda veľkosti mesiac je najmenší svojho druhu, aký sme kedy videli.

Je to biely trpaslík, ultrahusté zrútené jadro hviezdy v hmotnostnom rozsahu Slnka, ale má priemer len 4 280 kilometrov (2 660 míľ). To je tiež najviac masívne hviezda bieleho trpaslíka, akú sme kedy videli, s hmotnosťou približne 1,35-násobku hmotnosti Slnka.

Venujte chvíľu tomu, aby ste si omotali hlavu - trochu viac ako hmotnosť nášho Slnka zabalená do gule, ktorá je len o niečo väčšia ako veľkosť nášho Mesiaca. Celkom neuveriteľné, nie?



A biely trpaslík s názvom ZTF J1901+1458, ktorý sa nachádza asi 130 svetelných rokov od nás, naozaj je neuveriteľné. Jeho hustota a hmotnosť ho stavajú priamo na pokraj Chandrasekharov limit - maximálna hmotnosť, ktorú môže mať biely trpaslík, kým sa nestane natoľko nestabilným, že vybuchne vo veľkolepej supernove.

'Zachytili sme tento veľmi zaujímavý objekt, ktorý nebol dosť masívny na to, aby vybuchol,' povedala teoretická astrofyzika Ilaria Caiazzo z Caltechu . 'Skutočne skúmame, aký masívny môže byť biely trpaslík.'

Bieli trpaslíci sú najmenej hmotnou triedou mŕtvych hviezd v kontinuu mŕtvych hviezd. Vznikajú zo zrútených jadier hviezd až do osemnásobku hmotnosti Slnka; keď tieto hviezdy ukončia svoju hlavnú postupnosť ( jadrovej fúzie ) životnosť, odpáli ich vonkajší materiál a zostávajúce jadro, ktoré už nie je podporované vonkajším tlakom fúzie, sa zrúti do ultrahustého objektu.

Až po hranicu Chandrasekhar, okolo 1,4 hmotnosti Slnka, niečo tzv tlak elektrónovej degenerácie chráni bieleho trpaslíka pred ďalším kolapsom pod vlastnou gravitáciou. Pri určitej tlakovej hladine sa elektróny odlupujú z ich atómových jadier - a pretože identické elektróny nemôže zaberať rovnaký priestor , tieto elektróny dodávajú vonkajší tlak, ktorý zabraňuje zrúteniu hviezdy.

V binárnych systémoch však existuje veľa bielych trpaslíkov. To znamená, že sú uzavretí v orbitálnom tanci s inou hviezdou. Ak sú dve hviezdy dostatočne blízko, biely trpaslík odsaje materiál zo svojho binárneho spoločníka, čo je proces, ktorý môže nakloniť mŕtvu hviezdu za hranicu Chandrasekhar, čo často spustí supernovu typu Ia.

Zdá sa, že ZTF J1901+1458 je špeciálny prípad.

Podľa analýzy tímu je biely trpaslík produktom zlúčenia dvoch menších bielych trpaslíkov; spolu neboli dosť masívne na to, aby dosiahli hranicu Chandrasekhar a vytvorili supernovu typu Ia.

Má len asi 100 miliónov rokov a má šialené magnetické pole pre bieleho trpaslíka, asi miliardu krát silnejšie ako Slnko. Má tiež extrémnu rotáciu, pričom sa točí dookola raz za sedem minút. Nie je to najrýchlejšia rotácia bieleho trpaslíka vôbec, ale je tam hore. Tieto charakteristiky naznačujú fúziu v minulosti.

To, čo sa stane z tohto bodu, môže byť úplne fascinujúce.

„Je to veľmi špekulatívne, ale je možné, že biely trpaslík je dostatočne masívny na to, aby sa ďalej zrútil do neutrónová hviezda ,' vysvetlil Caiazzo .

„Je taká masívna a hustá, že v jej jadre sú elektróny zachytávané protónmi v jadrách a vytvárajú neutróny. Pretože tlak elektrónov tlačí proti gravitačnej sile, čím sa hviezda udržiava neporušená, jadro sa zrúti, keď sa odstráni dostatočne veľký počet elektrónov.'

Neutrónové hviezdy – ešte hustejšie ako bieli trpaslíci a podporované tlakom neutrónovej degenerácie – vznikajú, keď hviezda s hmotnosťou 8 až 30-násobku hmotnosti Slnka dosiahne koniec svojej životnosti. Keď sa hviezdne jadro zrúti do neutrónovej hviezdy, odfúkne jeho vonkajší materiál.

ZTF J1901+1458, ak je tímová analýza správna, navrhuje inú cestu formovania pre príklady týchto extrémnych objektov s nižšou hmotnosťou.

To by zase mohlo znamenať, že ZTF J1901+1458 a ďalšie podobné hviezdy nám môžu veľa povedať o typoch dvojhviezd bielych trpaslíkov, ktoré sa menia na neutrónové hviezdy. Tím dúfa, že ich nájde.

„Je tu toľko otázok, ktoré treba riešiť, napríklad aká je miera zlučovania bielych trpaslíkov v galaxii a stačí to na vysvetlenie počtu supernov typu Ia? Ako sa pri týchto silných udalostiach vytvára magnetické pole a prečo je medzi bielymi trpaslíkmi taká rôznorodosť intenzity magnetického poľa?“ povedal Caiazzo .

'Nájdenie veľkej populácie bielych trpaslíkov narodených zlúčením nám pomôže odpovedať na všetky tieto a ďalšie otázky.'

Výskum bol publikovaný v r Príroda .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.