Astronomen sehen selten einen Stern in Form einer Träne

Künstlerische Darstellung des HD265435-Systems in etwa 30 Millionen Jahren, in dem ein kleinerer weißer Zwerg einen heißen Unterzwerg in eine markante “Tränen”-Form verzerrt. Bildnachweis: University of Warwick / Mark Garlick

  • Ein internationales Team unter der Leitung der University of Warwick hat eine seltene Ansicht eines Doppelsternsystems auf dem Weg zu einer Supernova gemacht
  • Das Schicksal des Sternensystems wurde durch ungewöhnliche optische Unterschiede bestimmt, ein Zeichen für die Verzerrung eines einzelnen Sterns in eine Tropfenform durch einen massiven weißen Zwerg als Begleiter.
  • Supernovae aus solchen Sternensystemen können als “Standardkerzen” verwendet werden, um die Expansion des Universums zu messen

Astronomen haben eine seltene Vision von zwei Sternen gemacht, die zu ihrer Zerstörung aufsteigen, indem sie die Warnzeichen eines tropfenförmigen Sterns beobachtet haben.

Die tragische Form wird durch einen massiven Weißen Zwerg in der Nähe verursacht, der den Stern mit seiner intensiven Schwerkraft verzerrt, was auch ein Katalysator für eine mögliche Supernova wäre, die beides verzehren würde. Es wurde von einem internationalen Team von Astronomen und Astrophysikern unter der Leitung der University of Warwick gefunden und ist eines der wenigen entdeckten Sternensysteme, bei denen eines Tages ein weißer Zwergstern seinen Kern wieder aufleben lassen wird.

Neue Forschungsergebnisse des Teams am 12. Juli 2021 in . veröffentlicht natürliche Astronomie Er behauptet, dass sich die beiden Sterne im Frühstadium einer Spirale befinden, die wahrscheinlich in einer Supernova vom Typ Ia enden wird, einem Typ, der Astronomen hilft, zu bestimmen, wie schnell sich das Universum ausdehnt.

Diese Forschung wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Science and Technology Facilities Council, einem Teil des Vereinigten Königreichs für Forschung und Innovation, gefördert.

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HD265435 befindet sich etwa 1.500 Lichtjahre entfernt und besteht aus einem heißen Halbzwergstern und einem Weißen Zwergstern, die sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 Minuten umkreisen. Weiße Zwerge sind “tote” Sterne, die ihren ganzen Brennstoff verbrannt haben und in sich zusammengebrochen sind, wodurch sie klein, aber sehr dicht werden.

Es wird allgemein angenommen, dass eine Supernova vom Typ Ia auftritt, wenn sich der Kern eines weißen Zwergsterns entzündet, was zu einer thermonuklearen Explosion führt. Es gibt zwei Szenarien, in denen dies passieren könnte. Im ersten Fall würde der Weiße Zwerg genug Masse gewinnen, um das 1,4-fache der Masse unserer Sonne zu erreichen, die als Chandrasekhar-Grenze bekannt ist. HD265435 passt zum zweiten Szenario, in dem die Gesamtmasse eines Sternensystems in der Nähe mehrerer Sterne nahe oder über dieser Grenze liegt. Es wurden nur wenige andere Sternensysteme entdeckt, die diese Schwelle erreichen und zu einer Supernova vom Typ Ia führen.

Die Hauptautorin Dr. Ingrid Bellisoli vom Department of Physics der University of Warwick, ehemals an der Universität Potsdam, erklärt: “Wir wissen nicht genau, wie Supernovae explodieren, aber wir wissen, dass sie passieren müssen, weil wir sie anderswo sehen.” im Universum.

“Eine Möglichkeit besteht darin, dass, wenn der Weiße Zwerg genügend Masse vom heißen Unterzwerg gewinnt, dann, wenn die beiden einander umkreisen und sich nähern, Materie aus dem heißen Unterzwerg entweicht und auf den Weißen Zwerg fällt. Eine andere Möglichkeit ist, weil” Sie verlieren Energie aufgrund der Emissionen von Gravitationswellen. Sie kommen sich näher, bis sie verschmelzen. Sobald der Weiße Zwerg so oder so genug Masse gewinnt, wird er sich in eine Supernova verwandeln.”

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Mithilfe von Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA konnte das Team den heißen Unterzwerg beobachten, aber nicht den Weißen Zwerg, da der heiße Unterzwerg viel heller ist. Diese Helligkeit variiert jedoch im Laufe der Zeit, was darauf hindeutet, dass der Stern von einem nahegelegenen massiven Objekt in eine Tropfenform verzerrt wurde. Mithilfe von Radialgeschwindigkeits- und Rotationsgeschwindigkeitsmessungen des Palomar-Observatoriums und des WM-Keck-Observatoriums und durch die Modellierung des Einflusses des massiven Körpers auf den heißen Sub-Zwerg können Astronomen bestätigen, dass der versteckte Weiße Zwerg so schwer ist wie unsere Sonne, aber etwas kleiner als der der Erde Radius.

Kombiniert mit der Masse des heißen Sub-Zwergs, die etwas mehr als das 0,6-fache der Masse unserer Sonne beträgt, haben beide Sterne die erforderliche Masse, um eine Supernova vom Typ Ia zu erzeugen. Da die beiden Sterne bereits nahe genug sind, um eine Spirale voneinander zu beginnen, wird der Weiße Zwerg in etwa 70 Millionen Jahren unweigerlich zu einer Supernova übergehen. Theoretische Modelle, die speziell für diese Studie erstellt wurden, sagen voraus, dass der heiße Unterzwerg ebenfalls zu einem Weißen Zwergstern schrumpfen wird, bevor er mit seinem Begleiter verschmilzt.

Supernovae vom Typ Ia sind für die Kosmologie als “Standardkerzen” wichtig. Ihre Helligkeit ist konstant und für eine bestimmte Art von Licht, was bedeutet, dass Astronomen die Helligkeit, die sie haben sollten, mit dem vergleichen können, was wir auf der Erde beobachten, und daraus mit hoher Genauigkeit wissen, wie weit sie entfernt sind. Durch die Beobachtung von Supernovae in fernen Galaxien kombinieren Astronomen ihr Wissen über die Geschwindigkeit dieser Galaxie mit unserer Entfernung von der Supernova und berechnen die Ausdehnung des Universums.

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Dr. Pelisoli fügt hinzu: „Je mehr wir verstehen, wie Supernovae funktionieren, desto besser können wir unsere Standardkerzen kalibrieren. Dies ist im Moment sehr wichtig, da es eine Diskrepanz zwischen dem gibt, was wir von dieser Art von Standardkerze bekommen und was wir durchmachen andere Methoden.”

„Je mehr wir darüber verstehen, wie Supernovae entstehen, desto besser können wir verstehen, ob diese Diskrepanz, die wir sehen, auf neue Physik zurückzuführen ist, die wir nicht erkennen oder berücksichtigen, oder einfach darauf, dass wir die Unsicherheit in diesen Entfernungen reduzieren.

“Es gibt eine weitere Diskrepanz zwischen der geschätzten und beobachteten galaktischen Supernova-Rate und der Anzahl der Vorläufer, die wir sehen. Wir können abschätzen, wie viele Supernovae es in unserer Galaxie geben wird, indem wir viele Galaxien beobachten oder durch das, was wir aus der Entwicklung von Sternen wissen. und diese Zahl ist konsistent. Aber wenn wir nach Objekten suchen, die zu Supernovae werden können, haben wir einfach nicht genug. Diese Entdeckung war sehr nützlich, um abzuschätzen, was sowohl heiße Sub-Zwerge als auch weiße Zwerge dazu beitragen können scheint nicht viel zu sein, und keiner der von uns beobachteten Kanäle scheint ausreichend zu sein. “.

Referenz: „Hot Semi-Dwarf White Dwarf Super Chandrasekhar Filter Supernova Ia Ancestor“ von Ingrid Pelisoli, B. Neontophil, S. . van Roestel, V. Schaffenroth und BN Barlow, 12. Juli 2021, hier erhältlich. natürliche Astronomie.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01413-0

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