רושם של אמן משני גמדים לבנים בתהליך ההתמזגות.
(תמונה: © אוניברסיטת וורוויק / מארק גרליק)
ענק ננס לבן מחקר חדש מגלה כי כוכב הוא צאצאיהם של התנגשות בין שני גמדים לבנים אחרים.
הממצא החדש מצביע על כך שיכולים להתקיים גמדים לבנים אולטרה-מסיביים עם מקורות דומים; זה עשוי לעזור לשפוך אור על כמה מסיבי ננס לבן צריך להתפוצץ בתוך סופרנובהכך אמרו המדענים שמאחורי המחקר החדש.
גמדים לבנים הם הליבות העמומות, הדועכות, בגודל האדמה של כוכבים מתים שנותרים מאחור לאחר שכוכבים בגודל ממוצע מיצו את דלקם והשילו את שכבותיהם החיצוניות. השמש שלנו יהפוך יום אחד לגמד לבן, וכך גם למעלה מ- 90% מהכוכבים בגלקסיה שלנו.
מדענים חקרו גמד לבן המכונה WDJ0551 + 4135, שנמצא כ -150 שנות אור מכדור הארץ. ממצאים אחרונים מסוכנות החלל האירופית טלסקופ גאיה הציע שאובייקט זה עשוי להיות גמד לבן מסיבי במיוחד. כדי ללמוד עוד על הכוכב המת הבלתי שגרתי הזה, ניתחו המדענים אותו באמצעות נתונים מטלסקופ ויליאם הרשל באיים הקנריים.
על ידי בחינת קשת הצבעים באור שנפלט על ידי הגמד הלבן, הצליחו האסטרונומים לזהות את הכימיקלים בתוך הכוכב. באופן בלתי צפוי, החוקרים מצאו רמה גבוהה של פחמן באטמוספירת האובייקט, שמדענים מעולם לא ראו בעבר בגמדים לבנים.
"לגמד לבן יש מבנה פנימי הדומה לבצל בכך שהוא בשכבות", אמר ל- Space.com הסופר הראשי מארק הולנדס, אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת וורוויק באנגליה. "בליבת הגמד הלבן, רוב המסה שלו עשויה מפחמן וחמצן, ואז בדרך כלל יש לך שכבה של הליום על גבי זה ואז שכבה של מימן. אז כשאתה מכוון טלסקופ על לבן גמד, אתה רק רואה את השכבות החיצוניות. "
מבנה זה אומר שמדענים חוקרים גמדים לבנים בדרך כלל רואים רק מימן או רק הליום, או אולי שילוב של הליום ופחמן. אבל זה לא מה שהולנדס ועמיתיו ראו בגמד הלבן הזה.
"אתה אף פעם לא מצפה לראות את המימן והפחמן מעורבבים זה בזה בגמד לבן - צריכה להיות שכבה של הליום המפרידה ביניהם," אמר הולנדס. "זה היה ממש מוזר ומאוד מפתיע והעלה את השאלה הגדולה איך זה יכול היה לקרות."
הולנדס ועמיתיו אמרו כי יש להם פיתרון לפאזל זה: המבנה המוזר מקורו כששני גמדים לבנים אחרים התנפצו זה לזה ופנימיותם התערבבו, כתבו המדענים. אבל הגמד הלבן והמאסיבי החדש לא היה די גדול בכדי לעורר סופרנובה, והותיר את הכוכב הגדול והמוזר שלם.
עבור החוקרים, רמז מרכזי לתעלומה זו היה המסה של הגמד הלבן הזה. מרבית הגמדים הלבנים הם בערך פי 0.6 ממסת השמש, אך WDJ0551 + 4135 הוא כמעט פי שניים מהמסה הממוצעת של הגמדים הלבנים, ב 1.14 מסות שמש, כולם נדחסים לחלל שנמצא רק שני שליש מקוטר כדור הארץ.
רמז נוסף הוא גילו הנראה של הגמד הלבן. גמדים לבנים ישנים יותר בדרך כלל קרירים יותר ומקיפים את מרכז השטח שביל החלב מהר יותר מאשר לעמיתיהם הצעירים, מכיוון שאיבדו יותר חום לאורך זמן וחוו אינטראקציות כבידה יותר עם כוכבים אחרים שמאיצים אותם. עם זאת, WDJ0551 + 4135 נע מהר יותר מ- 99% מכלל הגמדים הלבנים הסמוכים האחרים שיש להם אותה טמפרטורה, מה שמצביע על כך שאחת משתי מדידות הגיל הללו הייתה מוטה.
החוקרים ידעו של- WDJ0551 + 4135 היה קומפוזיציה מוזרה, מסה כפולה מזו של הגמד הלבן הממוצע וגיל שנראה צעיר יחסית אם מסתכלים על חום הכוכב אך ישנים יחסית אם מסתכלים על תנועותיו. האסטרונומים הבינו שאירוע אחד יכול להסביר את כל התעלומות הללו: WDJ0551 + 4135 נוצר כששני גמדים לבנים התנגשו, מחממים את הגמד הלבן שהתקבל והתחילו מחדש את תהליך הקירור שלו.
"למרות שישנן עדויות רבות לכך שמיזוגים כאלה מתרחשים, כולל דוגמאות בגלקסיות רחוקות, למעשה בחירת גמד לבן ואמירת שהדבר הזה כאן ממיזוג זה די קשה", אמר הולנדס. "זה רק אחד מקומץ המקרים שבהם ניתן היה לעשות זאת והיחיד שזוהה באמצעות ההרכב שלו."
המדענים אמרו כי המיזוג התרחש לפני כ -1.3 מיליארד שנה. אולם אירוע זה איתחל את גיל הקירור של WDJ0551 + 4135, והקשה על קביעת הגילאים של שני הגמדים הלבנים המקוריים, שהיו יכולים להיות בני מיליארדי שנים רבות.
ישנם כמה גמדים לבנים הולינדס מסיבית כמו WDJ0551 + 4135, אך ישנם גמדים לבנים מאסיביים כאלה מכפי שדגמים קיימים של היווצרות גמדים לבנים עשויים לחזות, אמר הולנדס, והציעו כי חלק מאלו עשויים להיווצר באמצעות מיזוגים. החוקרים אמרו שהם נרגשים במיוחד מהתובנה של הגמד הלבן הזה ואחרים שהוא יכול לספק בקו הגבול בין ננס לבן מסיבי לסופרנובה.
האסטרונומים יכלו ללמוד עוד על הפנימיות של WDJ0551 + 4135 על ידי בחינת הפולסות העדינות בבהירות שנגרמו בגלל גלים העוברים בפנים הכוכב, אמר הולנדס. אם מדענים יכולים לזהות גלים מרובים בתדרים שונים העוברים בגמד לבן זה, הם יכולים ללמוד יותר על מבנה הפנים של הכוכב. "זה יכול לספק תובנות עצמאיות אם הכוכב הזה נוצר ממיזוג," אמר הולנדס.
המדענים פירטו הממצאים שלהם באינטרנט שני (2 במרץ) בכתב העת Nature Astronomy.
- הכירו את הנובלות שלכם: פיצוצים בכוכבים הסבירו (אינפוגרפיק)
- גלריה: כוכבים גוססים צורכים כוכבי לכת חייזרים סלעיים
- כוכבי גמד שחור: הסוף (התיאורטי) של ההתפתחות הכוכבית
