Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν τον μικρότερο και βαρύτερο λευκό νάνο που έχουν δει ποτέ. Το σχεδόν σβησμένο πλέον άστρο, σχηματίστηκε όταν συγχωνεύτηκαν δύο μικρότερης μάζας λευκοί νάνοι. «Με μια απίστευτη πυκνότητα, το άστρο με μάζα μεγαλύτερη του Ήλιου έχει μέγεθος όσο περίπου η Σελήνη», λέει η Ilaria Caiazzo, ερευνήτρια στο τομέα της Θεωρητικής Αστροφυσικής του Caltech και βασική συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο τεύχος της 1η Ιουλίου του περιοδικού Nature.
Παρότι είναι πολύ μικρού μεγέθους, ακόμα και οι μικρότεροι λευκοί νάνοι είναι πιο ογκώδεις από αυτόν που ανακαλύφθηκε. Το μικρό μέγεθος των λευκών νάνων οφείλεται στο γεγονός ότι δεν συντηρούν την θερμοπυρηνική καύση που στα κανονικά αστέρια ισοσκελίζει τη βαρύτητα, με αποτέλεσμα να συρρικνώνονται και το μέγεθός τους να ρυθμίζεται από την κβαντομηχανική. Οι λευκοί νάνοι είναι τα υπολείμματα αστεριών που κάποτε είχαν περίπου έως οκτώ φορές τη μάζα του Ήλιου μας. Ο Ήλιος μας, για παράδειγμα, αφού πρώτα διογκωθεί σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια και μεταμορφωθεί σε κόκκινο γίγαντα, τελικά θα εκτινάξει τα εξωτερικά του στρώματα και θα συρρικνωθεί σε έναν συμπαγή λευκό νάνο.
Περίπου το 97% όλων των αστεριών γίνονται λευκοί νάνοι. Ενώ ο Ήλιος μας είναι μόνος στο διάστημα χωρίς αστρικό συνοδό, πολλά αστέρια αποτελούν ζευγάρια. Τα διπλά αυτά αστέρια γερνούν μαζί και αν και τα δύο είναι λιγότερο από οκτώ ηλιακές μάζες θα εξελιχθούν σε λευκούς νάνους. Η νέα ανακάλυψη παρέχει ένα παράδειγμα του τι μπορεί να συμβεί μετά από αυτήν τη φάση. Το ζευγάρι των λευκών νάνων, που περιστρέφονται μεταξύ τους, χάνουν ενέργεια με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων και τελικά συγχωνεύονται. Εάν τα νεκρά αστέρια είναι αρκετά μεγάλα θα εκραγούν σε αυτό που ονομάζεται supernova τύπου Ia. Αλλά αν είναι κάτω από ένα ορισμένο όριο μάζας, συγχωνεύονται σε έναν νέο λευκό νάνο που είναι βαρύτερος από τα δύο προγονικά αστέρια. Αυτή η διαδικασία συγχώνευσης ενισχύει το μαγνητικό πεδίο αυτού του νέου άστρου και επιταχύνει την περιστροφή του.
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ο καινούργιος μικροσκοπικός λευκός νάνος, με το όνομα ZTF J1901 + 1458, είναι το αποτέλεσμα μιας τέτοιας εξέλιξης. Οι πρόγονοί του συγχωνεύτηκαν και παρήγαγαν έναν λευκό νάνο με 1,35 φορές τη μάζα του Ήλιου μας. Ο λευκός νάνος έχει ένα ακραίο μαγνητικό πεδίο σχεδόν 1 δισεκατομμύριο φορές ισχυρότερο από τον Ήλιο και περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του με έναν ξέφρενο ρυθμό κάθε επτά λεπτά. Αυτός ο πολύ ενδιαφέρον λευκός νάνος δεν ήταν αρκετά μεγάλος για να εκραγεί. Δείχνει όμως πόσο βαρύς μπορεί να είναι ένας λευκός νάνος ώστε να επιβιώσει. Η Caiazzo και οι συνεργάτες της πιστεύουν ότι ο συγχωνευμένος λευκός νάνος διαθέτει αρκετή μάζα ώστε να εξελιχθεί σε ένα αστέρι νετρονίων, το οποίο σχηματίζεται συνήθως όταν ένα αστέρι πολύ πιο ογκώδες από τον Ήλιο μας εκρήγνυται σε supernova.
Ο λευκός νάνος εντοπίστηκε για πρώτη φορά από τον συνάδελφο της Caiazzo, Kevin Burdge, μεταδιδακτορικό ερευνητή στο Caltech. Αυτός ο συγκεκριμένος λευκός νάνος, όταν αναλύθηκε σε συνδυασμό με δεδομένα από το Gaia, ξεχώρισε για το ότι ήταν ασυνήθιστα μεγάλης μάζας και εκτελούσε μια γρήγορη περιστροφή. Στη συνέχεια, η ομάδα ανέλυσε το φάσμα του αστέρα και η Caiazzo εντόπισε τις υπογραφές ενός πολύ ισχυρού μαγνητικού πεδίου και συνειδητοποίησε ότι βρήκαν κάτι πολύ ξεχωριστό. Με διάμετρο περίπου 4.300 χιλιόμετρα (το 1/3 της διαμέτρου της Γης), το ZTF J1901 + 1458 εξασφαλίζει τον τίτλο του μικρότερου γνωστού λευκού νάνου, ξεπερνώντας τους προηγούμενους κατόχους, τους RE J0317-853 και WD 1832 + 089, που ο καθένας έχει διάμετρο περίπου 5.000 χιλιόμετρα. Η γειτνίαση του άστρου (περίπου 130 έτη φωτός μακριά) και η νεαρή ηλικία του (περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια ή λιγότερο) δείχνουν ότι παρόμοια αντικείμενα μπορεί να είναι πολλά και να εμφανίζονται συχνά στον γαλαξία μας.
ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2021-06-white-dwarf-edge.html
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Τύποι supernova Ia όπου συμμετέχουν λευκοί νάνοι. Οι δύο πρώτες εικόνες δείχνουν έναν λευκό νάνο σε ένα δυαδικό σύστημα που συσσωρεύει ύλη από έναν κόκκινο γίγαντα με μάζα πολλαπλάσια του ήλιου (αριστερά) ή παρόμοια με του ήλιο (μέση). Η μεταφερόμενη ύλη συσσωρεύεται στον λευκό νάνο που τελικά εκρήγνυται. Ορισμένα supernova τύπου Ia εμφανίζονται όταν δυαδικοί λευκοί νάνοι (δεξιά) συγχωνεύονται και συγκρούονται, εφόσον διαθέτουν επαρκώς μεγάλη μάζα. Credit: NASA/Swift/ Aurore Simonnet, Sonoma State Univ. (CC BY2.0).
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Ανακαλύφθηκε πλανήτης, μεγαλύτερος από το άστρο του!
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου