מה הופך את הגמד הלבן הנמוך המוני הזה ל'בלתי אפשרי 'לראות?

Send

דימוי של אמן של גמד לבן שעובר מול כוכב ננס אדום. כאשר הגמד הלבן עובר מול בן לווייתו הגדול יותר, הוא מתכופף ומעצים את אורו של כוכב הרקע.

(תמונה: © NASA / JPL-Caltech)

מדענים הבחינו במוזר מאוד, 'בלתי אפשרי'. כוכב גמד לבן בתגלית שמציעה שהאובייקטים הללו נפוצים אפילו יותר מהחשוד - או שמשהו מוזר עוד יותר קורה.

גמדים לבנים הם ליבות כוכבים שהותירו אחרינו כוכבים כמו השמש שלנו. כשאזל הכוכבים הללו, הם משילים את שכבותיהם החיצוניות ומותירים אחריהם גרעון שמתקרר לאורך מיליארדי שנים. מסת הגמד הלבן מבוססת על זו של הכוכב המקורי, אשר בתורו משקף את גילו.

פירושם של יחסים אלה הוא כי החוקרים יכולים להשתמש במסתו של גמד לבן לחישוב גילו. ובעשור האחרון גילו אסטרונומים כ 100 גמדים לבנים עם המונים כה נמוכים עד שנראה שהם מבוגרים יותר מאשר יקום בן 14.8 מיליארד שנה.

עד כה, אסטרונומים התייחסו לאותה קונבונומיה בכך שהם ציינו שכמעט כל האובייקטים הללו להתרחש עם כוכב לוויה זה יכול לחלוף מכמות המסה של הגמד הלבן ולגרום לו להראות מבוגר מכפי שהוא בפועל. אבל לקומץ קטן מאוד מהגמדים הלבנים בעלי המוני הנמוך ביותר אין כל בני לוויה להאשים בשינוי המוני שלהם, מה שמעלה את השאלה כיצד חפצים אלו יכולים להתקיים.

במחקר חדש, מדענים מתארים למצוא גמד לבן בעל מסה נמוכה במיוחד שיש לו בן לוויה, אך הכוכב הזה מספיק רחוק כדי שהוא לא יוכל לגנוב את מסת הגמד הלבן. מכיוון שהסיכוי לאיתור זוג כזה עם המכשירים המדענים שהשתמשו בהם הוא כה נמוך, התגלית יכולה להיות אומר שגמדים לבנים 'בלתי אפשריים' נפוצים בהרבה ממה שדמיינו בעבר.

"ממצא זה מצביע על כך שחסר משהו בהבנה הנוכחית שלנו לגבי היווצרות גמדים לבנים בעלי מסה נמוכה ו / או אינטראקציות בינאריות," אמר קנטו מסודה, מחבר ראשי במאמר חדש המתאר את המחקר ואסטרונום מאוניברסיטת פרינסטון, אמר ל- Space.com על ידי אימייל.

פאזל ננסי לבן

מסודה ועמיתיו השתמשו בנתונים שנאספו על ידי מכשיר ציד הכוכבים המפורסם של נאס"א, טלסקופ החלל קפלר. מדענים מצאו אלפי כוכבי לכת ומועמדי אקס-פלנט בנתונים שקפלר אסף במהלך תשע שנות המשימה העיקרית והמורחבת שלה. הכלי מגלה כוכבי לכת כמטבלים קצביים בהירות הכוכב. העמעום נגרם כתוצאה מכוכב הלכת שחלף בין הכוכב לקפלר, המכונה מעבר.

אך גם טלסקופ החלל הניב שפע של תגליות אסטרונומיות. בשנה שעברה הבחינו מסודה ועמיתיו כי הכוכב מסוג G K 8145411 התבהר באופן קבוע, מהפך חריג במצבי מעבר. אם זוג כוכבים המסתובבים עם כדור הארץ, האור שלהם ישתנה כשכוכב אחד יעבור לפני השני. בדרך כלל האור מתעמעם, מכיוון שהאור הכולל מהמערכת מצטמצם בזמן שכוכב אחד נעלם בצד האחורי.

עם זאת, אם אחד הכוכבים מספיק קומפקטי, כמו גמד לבן, הוא יכול לכופף את האור של כוכב הלוויה שלו כשהוא עובר מלפנים, פועל כעדשה להגדלת פני השטח של הכוכב הפחות צפוף. תופעה זו, המכונה מיקרוגל-העצמה עצמית כאשר היא מתרחשת בבינארי, תוביל לפולסים של בהירות.

מערכות עדשה עצמית ניבאו כבר זמן מה, אך מדענים לא יכלו לאתר זוג כזה עד שקפלר יכול היה ללמוד אלפי מערכות כוכבים בו זמנית לאורך זמן. המערכת הראשונה כזו התגלתה בשנת 2014; מאז, נמצאו ארבעה נוספים, כולל 8145411 KIC.

אך ההפתעה האמיתית הגיעה כאשר מסודה ועמיתיו סובבו את הטלסקופ סובארו בהוואי ואת הטלסקופ באורך מטר וחצי במצפה הכוכבים פרד לורנס באריזונה במערכת החדשה המוצגת.

תצפיות המעקב שלהן גילו שהגמד הלבן היה כחמישית ממסת השמש שלנו, היטב בתוך המעמד של גמדים לבנים בעלי מסה נמוכה במיוחד. אך להפתעת המדענים, כוכב הלוויה עבר מסלול רחוק מדי מהגמד הלבן עד שהצליח לסלק את המסה שלו. משהו אחר חייב להיות אחראי לגיל כה נראה לעין של הגמד הלבן, סיכמו המדענים.

הטוויסט הגדול

זה אפשרי, הם הוסיפו, שהגמד הלבן הוא בכלל לא גמד לבן. המדענים הצליחו לקבוע רק את מסת האובייקט וכי הוא קטן יחסית; לקבוצה אין אומדן גודל יציב. חוסר ודאות זה אומר שהאובייקט העדשה את הכוכב יכול למעשה להיות צפוף יותר חור שחור או כוכב ניטרונים האורז את אותה המסה לפחות מקום. עם זאת, ישנם שני טיעונים נגד מקור אקזוטי יותר עבור האובייקט הקטן.

ראשית, גמדים לבנים נפוצים בהרבה מאשר חורים שחורים או כוכבי נויטרונים, מה שהופך אותם לסטטיסטית יותר לוויה המסתורית. אולי באופן מדאיג יותר, לאסטרופיסיקאים אין הסבר טוב כיצד עלולים להיווצר כוכב נויטרונים כזה או חור שחור כזה, אמר מסודה, והם גם לא הבחינו בדוגמאות קטנטנות, בניגוד לגמדים לבנים בעלי מסה נמוכה במיוחד.

"אני מודה שאולי טיעון זה לא יכול להיות משכנע לחלוטין, בהתחשב בכך שאין לנו הסבר טוב כיצד נוצר הגמד הלבן הזה בכל מקרה," אמר.

אם מק"ש 8145411 מקיף עם גמד לבן, זה יכול לגרום לאסטרונומים לבחון שוב את מה שאנחנו חושבים שאנחנו יודעים על איך נוצרים גמדים לבנים ואיך הם לקיים אינטראקציה עם בני לוויה.

"אבולוציה של כוכב בודד לא יכולה להסביר גמד לבן כזה [בעל מסה נמוכה במיוחד], ולכן ההנחה היא כי אינטראקציות עם בינארי קרוב ממלאות תפקיד חשוב", אמר מסודה. "אך שוב, תרחיש האינטראקציה הבינארית הזו לא מצליחה להסביר את המסלול שנצפה במערכת KIC 8145411, מכיוון שהמסלול אינו כל כך קרוב כמו שנדרש לתרחיש זה. אני עדיין לא יודע איזה. "

מסודה אמר שהוא ועמיתיו מתכננים להמשיך בציד אחר גמדים לבנים קטנים בבינריות דומות בכדי ללמוד עוד על תכונותיהם.

"אני מקווה שהם יעזרו לנו לפתור את הפאזל שהוצגה על ידי מערכת KIC 8145411, ויובילו להבנה מלאה יותר של הגמדים הלבנים בבינאריים", אמר מסודה.

המחקר מתואר ב- נייר התפרסם ב -5 באוגוסט במכתבי היומן האסטרופיסי.