אסטרונומים מצאו גמד לבן שהיה בעבר שני גמדים לבנים. צמד הכוכבים התמזג לאחד לפני כ -1.3 מיליארד שנה. הכוכב שנוצר, בשם WDJ0551 + 4135, נמצא במרחק של 150 שנות אור משם.
גמד לבן הוא מצב הסיום של כוכבים כמו השמש שלנו. ברגע שהם צרכו את הדלק הגרעיני שלהם, הם גורשים את החומר החיצוני שלהם. מה שנותר הוא אוסף חומר צפוף לבלתי ניתן לתיאור, ללא שום מיזוג. זוהר נובע מהאנרגיה התרמית המאוחסנת שלה.
"הכוכב הזה בלט כדבר שלא ראינו מעולם."
הסופר הראשי מארק הולנדס, אוניברסיטת וורוויק.
הגמד הלבן הזה שונה מאחרים. בדרך כלל, האווירה של גמד לבן אינה מכילה הרבה פחמן. אך ל- WDJ0551 + 4135 יש אווירה עם רמות גבוהות של פחמן. זה גם מסיבי הרבה יותר מגמד לבן טיפוסי.
שני המאפיינים הללו בלטו בפני האסטרונומים שעומדים מאחורי מחקר חדש שהכריז על התגלית. החוקר המוביל של המחקר הוא ד"ר מארק הולנדס, מהמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת וורוויק. המחקר נקרא "גמד לבן מסיבי במיוחד עם אווירה מעורבת של מימן ופחמן כשארית מיזוג ככל הנראה." הוא מתפרסם במהדורה השנייה של מרץ של הטבע אסטרונומיה.
לפני שכוכב הופך לגמד לבן הוא עובר שלב ענק אדום. אם לענק האדום אין מספיק מסה כדי להמיס פחמן, אז פחמן וחמצן יתאספו במסה במרכז הכוכב. כאשר הכוכב משיל עליו שכבות חיצוניות, בסופו של דבר הוא משאיר אחריו רק שריד, הגמד הלבן. רוב הגמדים מורכבים בעיקר מאותו פחמן וחמצן, אם כי ישנם סוגים אחרים.
אך בדרך כלל, הפחמן הזה אינו נראה לעין. שכבה עבה של הליום בדרך כלל חוסמת אותה. במחקרם השתמש הצוות בטלסקופ ויליאם הרשל כדי לבחון את הגמד הלבן בספקטרוסקופיה. זה הראה כי לאטמוספירה היה תכולה גבוהה במיוחד של פחמן, דבר שלא אמור להיות אפשרי.
"הכוכב הזה בלט כדבר שלא ראינו מעולם. אתה יכול לצפות לראות שכבה חיצונית של מימן, לפעמים מעורבבת עם הליום, או סתם תערובת של הליום ופחמן, "אמר מחבר הראשי הולנד בהודעה לעיתונות. "אינך מצפה לראות את השילוב הזה של מימן ופחמן בו זמנית צריכה להיות שכבה עבה של הליום בין האוסרת זאת. כשהסתכלנו על זה, זה לא היה הגיוני. "
במונחים מהממים, מרבית הגמדים הלבנים אינם כה מאסיביים. בדרך כלל הם מסיביים פי כמה מהשמש שלנו. אבל WDJ0551 + 4135 שונה. המסה שלו כמעט כפולה מזו של גמד לבן טיפוסי, בגובה 1.14 מסות שמש. זה עדיין קומפקטי במיוחד עבור חפץ עם המוני הרבה, בדיוק כמו גמדים לבנים אחרים. זה רק כשני שליש מקוטר כדור הארץ.
המהירות בחלל גם לא תואמת את הגמדים הלבנים האחרים. אסטרונומים משתמשים במונח "סטנדרט מנוחה מקומי" כדי לתאר את תנועת החומר הממוצעת בנתיב החלב. זה בין 202–241 קמ"ש. אבל WDJ0551 + 4135 נוסע במהירות של 129? ±? 5? קמ"ש?1 יחסית לתקן המנוחה המקומי, מהיר הרבה יותר מחומר אחר.
מכיוון שכוכבים מבוגרים נוסעים מהר יותר מאשר צעירים שכן שניהם עוברים מסלול שביל החלב, הגמד הלבן הזה חייב להיות מבוגר. למעשה, מהירותה הגבוהה פירושה שהיא מהירה יותר מ- 99% מהגמדים הלבנים האחרים בגלקסיה. במחקר שלהם אומרים החוקרים כי "מצאנו שהמהירות הזו נמצאת באחוזון 99 של התפלגות המהירות התלת ממדית (התלת ממדית) של גמדים לבנים סמוכים בעוצמות מוחלטות דומות. מכיוון שפיזור המהירות הכוכב עולה עם גיל המערכת, הקינמטיקה המהירה של WD J0551 + 4135 עשויה לסמל גיל מערכת מבוגר בהרבה ממה שמשתמע פשוט מהתקררות הגמדים הלבנים. "
כל שלושת המאפיינים מבדילים אותו משאר הגמדים הלבנים: מהירותו / גילו, המסה שלו והפחמן הגלוי שלו.
"הדרך היחידה שאתה יכול להסביר את זה היא אם זה נוצר באמצעות מיזוג של שני גמדים לבנים."
הולנד, מרץ מוביל, אוניברסיטת וריק.
"יש לנו קומפוזיציה שלא נוכל להסביר באמצעות התפתחות סטנדרטית מהממים, מסה כפול מהממוצע עבור ננס לבן, וגיל קינמטי מבוגר מזו שהצטמצמה מהתקררות", אמר הולנדס. "אנחנו די בטוחים כיצד כוכב אחד יוצר גמד לבן אחד וזה לא אמור לעשות זאת. הדרך היחידה שאתה יכול להסביר את זה היא אם זה נוצר באמצעות מיזוג של שני גמדים לבנים. "
הננס הממוזג הוא ככל הנראה תוצאה של מיליארדי שנים של התפתחות מהממים במערכת כוכבים בינארית. אחד הכוכבים מגיע לשלב הענק האדום שלו לפני בן זוגו, ומתרחב, עוטף את בן הזוג. כשהכוכב הראשון מתכווץ ואז המסלול בין השתיים מתקרב. ואז הכוכב השני עובר את שלב הענק האדום שלו, מרחיב ועוטף את השני.
זה לוקח מיליארדי שנים, אך בסופו של דבר פליטת גלי הכבידה גורמת למסלול להתכווץ עוד יותר. הסוף נראה באופק, או אולי הנישואין, וכשהמסלול מתכווץ מספיק, הכוכבים התמזגו לאחד.
"אין הרבה גמדים לבנים כאלו מאסיביים, אם כי יש יותר ממה שהיית מצפה לראות מה שמרמז שכמה מהם ככל הנראה נוצרו על ידי מיזוגים."
הולנד, מרץ מוביל, אוניברסיטת וריק.
אסטרונומים חזו את קיומם של גמדים לבנים ממוזגים, אך זה עדיין מפר את הציפיות. הם צופים כי מיזוגים צריכים להיות בין שני גמדים לבנים בגודל שונה. אולם נראה כי WDJ0551 + 4135 הוא מיזוג בין גמדים בגודל דומה.
יש גבול מסה עליון לגמדים לבנים, אפילו לזוג שהתמזג. אם האובייקט הכוכב המתקבל הוא מסיבי מספיק, הוא יתפוצץ כסופרנובה בורחת תרמית. אסטרופיסיקאים חושבים שהמגבלה היא בערך 1.4 המוני שמש, אך הם לא בטוחים. ייתכן שחפצים יכולים להתפוצץ כסופרנובות בפחות מ -1.4 מסות שמש. בגובה 1.14 של מסות שמש, הגמד הלבן הזה מסייע לאסטרופיסיקאים להבין את גבול המסה העליונה.
מדענים יכולים להבין את גילו של גמד לבן על ידי התבוננות בטמפרטורה שלו. גמדים לבנים לא מייצרים חום כיוון שאין עוד מיזוג. הם דומים לגחלים יותר מכוכבים, ועל ידי פיקוח על צינון הכוכב הם יכולים לקבוע את גילו. אבל כששני גמדים לבנים מתמזגים, תהליך הקירור מתחיל מחדש.
אין דרך מדויקת לקבוע את גילו של גיל זה, ושני הגמדים הלבנים עשויים להיות גמדים לבנים במשך מיליארדי שנה לפני שהתמזגו. ועדיין, החוקרים חושבים כי המיזוג עצמו התרחש לפני כ -1.3 מיליארד שנה.
מדענים מצאו מעולם רק כמה גמדים לבנים ממוזגים בעבר. אבל זו הפעם הראשונה שמזהים אותה באמצעות ההרכב שלה.
"אין הרבה גמדים לבנים כה גדולים, אם כי יש יותר ממה שהייתם מצפים לראות מה שמרמז שכמה מהם ככל הנראה נוצרו על ידי מיזוגים," אמר הולנדס.
"בעתיד אולי נוכל להשתמש בטכניקה המכונה אסטרוזיסולוגיה כדי ללמוד על הרכב הליבה של הגמד הלבן מפולסות הכוכבים שלו, וזו תהיה שיטה עצמאית המאשרת את הכוכב הזה שנוצר ממיזוג."
"אולי ההיבט המרגש ביותר של הכוכב הזה הוא שהוא בטח ממש לא הצליח להתפוצץ כסופרנובה - הפיצוצים הגרגנטואנים האלה חשובים באמת במיפוי מבנה היקום, מכיוון שניתן לאתר אותם למרחקים גדולים מאוד," אמר הולנדים. "עם זאת, עדיין קיימת אי וודאות רבה לגבי סוג מערכות הכוכבים שמגיעות לשלב הסופרנובה. מוזר ככל שזה יישמע, מדידת התכונות של הסופרנובה 'הכושלת' ותכניות המראה העתידיות, מספרת לנו הרבה על המסלולים להשמדה עצמית תרמית.
יותר:
- הודעה לעיתונות: שני כוכבים התמזגו ויצרו גמד לבן מסיבי
- מחקר: ננס לבן אולטרה-מסיבי עם אטמוספירת מימן-פחמן מעורבת כשארית מיזוג
- מגזין החלל: כוכב ביזאר יכול להיות תוצאה של שני גמדים לבנים שמתמזגים יחד
