この低質量の白色矮星を何故見ているのが「不可能」なのか？

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赤い矮星の前を通過する白い矮星のアーティストのイメージ。白い小人が大きな仲間の前を通過するとき、それは曲がり、背景の星の光を拡大します。

（画像：©NASA / JPL-Caltech）

科学者たちは信じられないほど奇妙な「不可能」を発見しました白色矮星これらのオブジェクトが疑われるよりもさらに一般的であることを示唆する発見、またはさらに見知らぬ人が起こっていることを発見した。

白色矮星は恒星のコアです私たちの太陽のような星が残した。これらの星が燃料を使い果たすと、彼らは外層を脱落させ、何十億年にもわたって冷却するコアを残します。白色矮星の質量は、元の星の質量に基づいており、その年齢を反映しています。

これらの関係は、研究者が白色矮星の質量を使用してその年齢を計算できることを意味します。そして過去10年間で、天文学者は質量が非常に低く、より古いように見える約100個の白い小人を発見しました 148億年前の宇宙.

これまでのところ、天文学者たちは、これらの天体のほとんどすべてを伴星と一緒に起こるこれは、白色矮星の質量の一部を吸い上げて、実際よりも古く見える可能性があります。しかし、非常に少数のこれらの非常に低質量の白色矮星には、質量の変化を非難する仲間がいないため、これらのオブジェクトがどのように存在するのかという疑問が生じます。

新しい研究では、科学者は仲間がいる非常に低質量の白い矮星を見つけることを説明していますが、その星は十分に離れているため、白色矮星の質量を盗むことはできません。科学者が使用する機器でこのようなペアを見つける可能性は非常に低いため、この発見は、「不可能」な白色矮星が以前に想像されていたよりもはるかに一般的であることを意味する可能性があります。

「この発見は、低質量の白色矮星形成および/またはバイナリ相互作用の現在の理解に欠けているものがあることを示唆している」 Eメール。

白い小人パズル

増田と彼の同僚は、NASAの有名な惑星探査装置、ケプラー宇宙望遠鏡によって収集されたデータを使用しました。科学者は、ケプラーがその9年間の主要な拡張ミッションで収集したデータから、何千もの惑星と太陽系外惑星の候補を発見しました。楽器は、星の明るさの中でリズミカルな落ち込みとして惑星を見つけます。減光は、惑星が星とケプラーの間を滑る、トランジットと呼ばれることによって引き起こされます。

しかし、宇宙望遠鏡は、天文学的な発見も数多く生み出しています。昨年、増田と彼の同僚は、G型星KIC 8145411が定期的に明るくなり、輸送状況の異常な逆転に気づいた。軌道を回る2つの星が地球と並ぶと、一方の星がもう一方の前を通過するときに光が変化します。通常、光は暗くなります。これは、システムからの光の総量が減少する一方で、1つの星が裏側に消えるためです。

ただし、星の1つが白い矮星のように十分にコンパクトである場合、前の星を通過するときに、その星の光を曲げることができます。密度の低い星の表面を拡大するレンズとして機能する。この現象は、バイナリで発生したときにセルフマイクロレンズと呼ばれ、明るさのパルスにつながります。

セルフレンズシステムは以前から予測されてきましたが、ケプラーが数千の星系を同時に研究できるようになるまで、科学者はそのようなペアを見つけることができませんでした。最初のそのようなシステムは2014年に発見されました。それ以来、KIC 8145411を含む4つが見つかりました。

しかし、本当に驚いたのは、増田と彼の同僚がハワイのすばる望遠鏡とアリゾナのフレッドローレンスホイップル天文台にある1.5メートル望遠鏡を新たに発見したシステムに向けたときでした。

彼らの追跡調査の結果、白色矮星は私たちの太陽の質量の約5分の1であり、非常に低質量の白色矮星のクラスの範囲内でした。しかし、科学者たちの驚いたことに、伴星は白色矮星から遠すぎてその質量を取り除くことができなかった。科学者達は、白い矮星の見かけ上の年齢が低い原因は何か他にあるに違いないと考えています。

大きなひねり

彼らは、白い小人が結局白い小人ではない可能性があると付け加えました。科学者たちは物体の質量を決定することしかできず、それは比較的小さいことがわかりました。チームには企業規模の見積もりがありません。その不確実性は、星にレンズを当てる物体が実際にはより高密度になる可能性があることを意味しますブラックホールまたは中性子星同じ質量をより少ないスペースに詰め込みます。ただし、小さなオブジェクトのよりエキゾチックな起源に対する2つの議論があります。

まず、白色矮星はブラックホールや中性子星よりもはるかに一般的であり、統計的に神秘的な仲間である可能性が高くなります。おそらくもっと厄介なことに、天体物理学者はそのような低質量の中性子星またはブラックホールがどのように形成されるかについて良い説明がありません。

「とにかくこの白い矮星がどのようにして形成されたかについての良い説明がないので、この議論は完全に説得力がないかもしれないことを認める」と彼は言った。

KIC 8145411が白色矮星と軌道を周回する場合、それは天文学者に、白色矮星がどのように形成されるか、そしてどのようにそれらがどのように形成されるかについて私たちが知っていると私たちが考えていることをもう一度見るように促すことができます仲間と交流する.

増田氏はまた、「単一星の進化では、このような[極めて低質量の]白色矮星を説明できないため、近接する連星との相互作用が重要な役割を果たすと考えられている」と述べた。「しかし、この2項相互作用シナリオでは、軌道がこのシナリオが機能するために必要なほど接近していないため、KIC 8145411システムの観測された軌道を説明できません。したがって、このストーリーの一部を変更する必要があります。まだどっちか分からない」

増田氏は、彼と彼の同僚は、彼らの特性についてさらに学ぶために、同様のバイナリーで小さな白い小人を探し続ける計画を立てていると語った。

「それらが、KIC 8145411システムによって提示されたパズルを解決し、バイナリー内の白色矮星をより完全に理解するのに役立つことを願っています」と増田氏は語った。

研究はに記載されています紙天体物理学ジャーナルレターで8月5日公開。