Imaginea unui artist a unui pitic alb care trece prin fața unei stele pitice roșii. Pe măsură ce piticul alb trece prin fața tovarășului său mai mare, se îndoaie și mărește lumina stelei de fundal.
(Imagine: © NASA / JPL-Caltech)
Oamenii de știință au descoperit un lucru extrem de ciudat, „imposibil” stea pitică albă într-o descoperire care sugerează că aceste obiecte sunt chiar mai frecvente decât se suspectează - sau că se întâmplă ceva chiar mai străin.
Piticele albe sunt miezuri stelare lăsat în urmă de stele ca soarele nostru. Pe măsură ce aceste stele rămân fără combustibil, își vărsă straturile exterioare și lasă în urmă un miez care se răcește peste miliarde de ani. Masa piticului alb se bazează pe cea a stelei originale, care la rândul ei reflectă vârsta sa.
Aceste relații înseamnă că cercetătorii pot folosi masa unui pitic alb pentru a-și calcula vârsta. Iar în ultimul deceniu, astronomii au descoperit în jur de 100 de pitici albi, cu mase atât de scăzute, încât par a fi mai vechi decât Univers vechi de 14,8 miliarde de ani.
Până în prezent, astronomii au abordat acel conundru observând că aproape toate aceste obiecte apar cu o stea de companie care ar putea sifona o parte din masa piticului alb, făcându-l să pară mai vechi decât este în realitate. Dar o mână foarte mică din acești pitici albi extrem de mici nu au tovarăși de vină pentru schimbarea lor de masă, ridicând întrebarea modului în care aceste obiecte pot exista.
În noile cercetări, oamenii de știință descriu găsirea unui pitic alb extrem de scăzut, care are un însoțitor, dar acea stea este suficient de îndepărtată încât nu ar trebui să poată fura masa piticului alb. Deoarece șansele de a observa o astfel de pereche cu oamenii de știință instrumente utilizate sunt atât de scăzute, descoperirea ar putea însemna că piticele albe „imposibile” sunt mult mai frecvente decât ne-am imaginat anterior.
„Această constatare sugerează că lipsește ceva din înțelegerea noastră actuală a formării piticului de masă mică și / sau interacțiunilor binare”, a spus Kento Masuda, autorul principal al unei noi lucrări care descrie cercetarea și un astronom la Universitatea Princeton, a declarat pentru Space.com de e-mail.
Un puzzle pitic alb
Masuda și colegii săi au folosit datele culese de celebrul instrument de vânătoare al planetei NASA, telescopul spațial Kepler. Oamenii de știință au găsit mii de planete și candidați exoplanetați în datele pe care Kepler le-a adunat în noua sa misiune primară și extinsă. Instrumentul observă planetele ca scufundări ritmice în luminozitatea unei stele. Întunecarea este cauzată de alunecarea planetei între stea și Kepler, numită tranzit.
Dar telescopul spațial a produs și o multitudine de descoperiri astronomice. Anul trecut, Masuda și colegii săi au observat că steaua de tip G KIC 8145411 strălucea în mod regulat, o inversare neobișnuită a situațiilor de tranzit. Dacă o pereche de stele orbitante se aliniază cu Pământul, lumina lor se va schimba pe măsură ce o stea trece prin fața celeilalte. De obicei, lumina se întunecă, deoarece lumina totală din sistem este redusă în timp ce o stea dispare pe partea din spate.
Cu toate acestea, dacă una dintre stele este suficient de compactă, precum o pitică albă, ea poate îndoi lumina stelei sale însoțitoare atunci când trece în față, acționând ca o lentilă pentru a mări suprafața stelei mai puțin dense. Acest fenomen, numit auto-microlensing atunci când are loc într-un binar, ar duce la impulsuri de luminozitate.
Sistemele de auto-lentilare au fost prezise de ceva timp, dar oamenii de știință nu au putut observa o astfel de pereche până când Kepler nu ar putea studia mii de sisteme stelare simultan în timp. Primul astfel de sistem a fost descoperit în 2014; de atunci, au fost găsite încă patru, inclusiv KIC 8145411.
Dar adevărata surpriză a venit atunci când Masuda și colegii săi au transformat telescopul Subaru din Hawaii și telescopul de 1,5 metri la Fred Lawrence Whipple Observatory din Arizona, pe noul sistem.
Observațiile lor de urmărire au relevat faptul că piticul alb era aproximativ o cincime din masa soarelui nostru, în cadrul clasei piticilor albi cu masă extrem de mică. Dar, spre surprinderea oamenilor de știință, steaua însoțitoare a orbitat prea departe de piticul alb pentru a fi capabil să-și filmeze masa. Altceva trebuie să fie responsabil pentru o vârstă aparentă atât de scăzută pentru piticul alb, au concluzionat oamenii de știință.
Marea răsucire
Este posibil, au adăugat ei, că piticul alb nu este un pitic alb până la urmă. Oamenii de știință au putut doar să determine masa obiectului și că aceasta este relativ mică; echipa nu are o estimare a mărimii ferme. Acea incertitudine înseamnă că obiectul care dă stele poate fi de fapt mai dens gaură neagră sau stea neutronică care împachetează aceeași masă în mai puțin spațiu. Cu toate acestea, există două argumente împotriva unei origini mai exotice pentru obiectul mic.
În primul rând, piticele albe sunt mult mai frecvente decât găurile negre sau stelele cu neutroni, ceea ce le face statistic mai probabil să fie însoțitorul misterios. Poate mai tulburător, astrofizicienii nu au o explicație bună despre cum se poate forma o astfel de stea cu neutroni de masă mică sau o gaură neagră, a spus Masuda și nu au descoperit niciun exemplu minuscul, spre deosebire de pitici albi cu masă extrem de mică.
"Recunosc că acest argument ar putea să nu fie total convingător, având în vedere că nu avem o explicație bună despre cum a fost format acest pitic alb", a spus el.
Dacă KIC 8145411 orbitează cu o pitică albă, ar putea determina astronomii să arunce o altă privire asupra a ceea ce credem că știm despre cum se formează piticii albi și cum interacționează cu tovarășii.
„Evoluția cu o singură stea nu poate explica o astfel de pitică albă [cu o masă extrem de scăzută], așa că s-a presupus că interacțiunile cu un binar apropiat joacă un rol important”, a spus Masuda. "Dar, din nou, acest scenariu de interacțiune binară nu reușește să explice orbita observată a sistemului KIC 8145411, deoarece orbita nu este atât de aproape cât este necesar pentru ca acest scenariu să funcționeze. Așadar, unele părți din această poveste nu trebuie modificate - deși noi nu" încă nu știu care ”.
Masuda a spus că el și colegii săi intenționează să continue vânătoarea micilor pitici albi din binare similare pentru a afla mai multe despre proprietățile lor.
"Sper că ne vor ajuta să rezolvăm puzzle-ul prezentat de sistemul KIC 8145411 și să conducă la [o] înțelegere mai completă a piticilor albi din binare", a spus Masuda.
Cercetarea este descrisă în o hartie publicat pe 5 august în The Astrophysical Journal Letters.
- Teoria lui Einstein ajută la identificarea primelor exoplanete din calea lactee
- Microlensing gravitațional - Cum se găsesc planetele folosind această tehnică [VIDEO]
- Soarele se va transforma într-o bilă gigantică de cristal după ce va muri
