天文学者たちは、かつて2つの白い小人だった白い小人を発見しました。星のペアは約13億年前に1つに統合されました。その結果、WDJ0551 + 4135という名前の星は約150光年離れています。
白い小人は私たちの太陽のような星の最終状態です。核燃料を消費したら、外側の物質を排出します。残されたものは、何も融合していない、何とも言えないほど密度の高い物質の集まりです。明るさは、蓄えられた熱エネルギーに由来します。
「この星は私たちがこれまでに見たことがないものとして際立っていました。」
主執筆者Mark Hollands、ウォーリック大学。
この白い小人は他の人とは異なります。通常、白色矮星の大気には炭素はあまり含まれていません。しかし、WDJ0551 + 4135は、炭素のレベルが高い雰囲気を持っています。また、典型的な白い小人よりもはるかに重いです。
これらの特徴の両方は、発見を発表した新しい研究の背後にある天文学者に際立っていました。この研究の主任研究者は、ウォリック大学物理学部のマークホランド博士です。この研究のタイトルは「合併残党の可能性がある、水素と炭素が混合した雰囲気の超大規模な白色矮星」である。 Nature Astronomyの3月2日号に掲載されています。
星が白色矮星になる前に、それは赤い巨大相を通過します。赤い巨人に炭素を溶かすのに十分な質量がない場合、炭素と酸素は星の中心に集まります。星がそれを外層に落とすと、最終的には残骸である白い小人だけが残ります。ほとんどの小人は主にその炭素と酸素で構成されていますが、他の種類もあります。
しかし、通常、その炭素は見えません。ヘリウムの厚い層は通常それをブロックします。彼らの研究では、チームはウィリアムハーシェル望遠鏡を使用して、白色矮星を分光学的に調べました。これは、大気の炭素含有量が異常に高いことを示しています。これは不可能であるべきです。
「この星は私たちがこれまでに見たことがないものとして際立っていました。ヘリウムと時々混合された、またはヘリウムと炭素の混合だけの水素の外層が見られると期待するかもしれません。 「水素と炭素のこの組み合わせが同時に見られるとは期待していません。その間にヘリウムの厚い層があると、それが妨げられます。見てみても意味がありませんでした。」
恒星的には、ほとんどの白色矮星はそれほど大きくありません。通常、太陽の約0.6倍の大きさです。ただし、WDJ0551 + 4135は異なります。その質量は、1.14太陽質量で、典型的な白色矮星の質量のほぼ2倍です。他の白い小人と同じように、それだけ多くの質量を持つオブジェクトに対しては、非常にコンパクトです。地球の直径の約3分の2です。
また、空間を通過する速度も他の白い小人とは一致しません。天文学者は「局所的な休息の標準」という用語を使用して、天の川における物質の平均運動を説明します。 202〜241 km / sです。しかし、WDJ0551 + 4135は129？±？5？km？sで移動します?1 休息のローカル基準に比べて、他の問題よりもはるかに速いです。
古い星は若い星よりも速く移動するため、どちらも天の川を周回しているため、この白い矮星は年をとっていなければなりません。実際、その高速は、銀河内の他の白い矮星の99％より速いことを意味します。彼らの研究では、著者らは次のように述べています。「この速度は、類似した絶対等級を持つ近くの白色矮星の3次元（3D）速度分布の99パーセンタイルであることがわかりました。恒星の速度分散はシステムの使用年数とともに増加するため、WD J0551 + 4135の高速運動学は、白色矮星冷却から単に暗示されるよりもはるかに古いシステム年数を示す場合があります。」
3つの特徴すべてが、他の白色矮星とは一線を画しています。その速度/年齢、質量、目に見える炭素です。
「あなたがそれを説明できる唯一の方法は、それが2人の白い小人の合併によって形成されたかどうかです。」
WARWICK大学UNIVERSITY OF WARWICK。
「私たちは、通常の恒星の進化、白い矮星の平均の2倍の質量、そして冷却から推測される運動年齢より古い運動学的年齢では説明できない組成を持っています」とホランズ氏は語った。 「私たちは、1つの星が1つの白い矮星を形成する方法をかなり確信しています。それはこれを行うべきではありません。あなたがそれを説明できる唯一の方法は、それが2人の白い小人の合併によって形成されたかどうかです。」
融合した矮星は、おそらく、連星系における数十億年にわたる恒星の進化の結果です。スターの1つは、パートナーの前に赤い巨大な段階に達し、パートナーを包み込みます。その後、最初の星が縮むと、2つの星の間の軌道が近づきます。次に、2番目の星は赤い巨大な段階を通過し、もう一方の星を拡大して包みます。
数十億年かかりますが、最終的には重力波の放出によって軌道がさらに縮小します。終わりが見えてきた、またはおそらく結婚、そして軌道が十分に縮むと、星はひとつに融合しました。
「これほど多くの白い矮星はそれほど多くはありませんが、それらのいくつかはおそらく合併によって形成されたことを意味する、あなたが予想するよりも多くあります。」
WARWICK大学UNIVERSITY OF WARWICK。
天文学者たちは合併した白色矮星の存在を予測しましたが、これはまだ期待を破ります。彼らは、合併は2つの異なるサイズの白い小人の間であるべきだと予測しています。しかし、WDJ0551 + 4135は、同じようなサイズの小人同士の合併のようです。
融合したペアであっても、白色矮星には質量の上限があります。生成された恒星オブジェクトが十分に大きい場合、熱暴走超新星として爆発します。天体物理学者は、この制限は約1.4太陽質量であると考えていますが、明確ではありません。太陽の質量が1.4未満の場合、オブジェクトが超新星として爆発する可能性があります。 1.14太陽質量で、この白い矮星は天体物理学者が質量の上限を理解するのに役立ちます。
科学者はその温度を見て、白色矮星の年齢を理解できます。白色の小人は、もはや融合がないため、熱を発生しません。星というよりは残り火のようなものであり、星の冷却を監視することで、星の年齢を特定できます。しかし、2つの白い小人が融合すると、冷却プロセスが最初から始まります。
この年齢を正確に判断する方法はありません。2人の白い小人は、合併する前に何十億年もの間白い小人であった可能性があります。それでも、研究者たちは合併自体は約13億年前に行われたと考えています。
科学者は、これまでに少数の統合された白色矮星を発見しただけです。しかし、その構成から特定されたのはこれが初めてです。
「それほど大規模な白い矮星はそれほど多くありませんが、それらのいくつかはおそらく合併によって形成されたことを意味するあなたが予想するよりも多くあります」とホランズは述べた。
「将来的には、アステオ地震学と呼ばれる手法を使用して、白色矮星のコア組成をその恒星脈動から知ることができるかもしれません。これは、この星が合併によって形成されたことを確認する独立した方法になるでしょう。」
「おそらく、この星の最もエキサイティングな側面は、超新星として爆発するのにほとんど失敗したに違いないことでしょう。これらの巨大な爆発は、非常に遠くまで検出できるため、宇宙の構造をマッピングする上で本当に重要です」オランダ。 「しかし、どのような恒星系が超新星の段階に到達するかについては、多くの不確実性が残っています。不思議に思うかもしれませんが、この「失敗した」超新星の特性や将来の類似物を測定すると、熱核自己消滅への経路について多くのことがわかります。」
もっと：
- プレスリリース：2つの星が結合して巨大な白色矮星を形成
- 研究：合併の残党の可能性が高い水素-炭素混合雰囲気の超大規模な白色矮星
- スペースマガジン：奇妙な星は、2人の白い小人が融合した結果である可能性があります
