Vigtigste AstronomiGaia dukker op 13.928 hvide dværge i nærheden af ​​solen, inklusive flere, der er dannet gennem fusioner

Gaia dukker op 13.928 hvide dværge i nærheden af ​​solen, inklusive flere, der er dannet gennem fusioner

Astronomi : Gaia dukker op 13.928 hvide dværge i nærheden af ​​solen, inklusive flere, der er dannet gennem fusioner

I 2013 udsendte Det Europæiske Rumagentur (ESA) Gaia- missionen, et rumobservatorium, der er beregnet til at måle positioner for himmellegemers bevægelser. I de sidste fire år har Gaia undersøgt fjerne stjerner, planeter, kometer, asteroider, kvasarer og andre astronomiske objekter, og de data, den har erhvervet, vil blive brugt til at konstruere den største og mest præcise 3D-rumskatalog nogensinde lavet, i alt 1 milliard objekter.

Den anden frigivelse af Gaia- data, der fandt sted den 25. april 2018, har allerede resulteret i en række imponerende opdagelser. Den seneste blev lavet af et internationalt team af videnskabsfolk, der identificerede 13.928 hvide dværge inden for 100 parsecs (326 lysår) af solen, hvoraf mange blev dannet gennem fusioner. Dette er første gang, at hvide dværgstjerner direkte bliver opdaget i kvarteret Solar.

Undersøgelsen, der beskriver deres fund, "Gaia afslører bevis for fusionerede hvide dværge", blev for nylig vist online og overvejes til offentliggørelse i den månedlige meddelelse fra Royal Astronomical Society. Undersøgelsen blev ledet af Dr. Mukremin Kilic, lektor ved University of Oklahoma, og inkluderede medlemmer fra Institute for Astronomy på University of Edinburgh og University of Montreal.

Kunstnerindtryk af kolliderende hvide dværge. Kredit: CfA

Grundlæggende er hvide dværge, hvad der bliver af flertallet af stjerner (med masser mindre end 8 solmasser), når de forlader hovedsekvensfasen i deres liv. Dette består af en stjerne, der udtømmer sit brændstofbrændstof og udvides til flere gange sin størrelse (ind i sin Red Giant Branch-fase). Disse stjerner sprænger derefter deres ydre lag (en supernova) og efterlader en hvid dværgrest.

Ved at studere dem kan astronomer lære langt mere om stjerners livscyklus og hvordan de udvikler sig. Som Dr. Kilic forklarede til Universe Today via e-mail:

”[W] e gør dybest set galaktisk arkæologi, når vi studerer hvide dværge i nærheden. De fortæller os om aldrene og stjernedannelseshistorierne for den galaktiske disk og glorie. Vigtigere er, at hvide dværge eksploderer som en type Ia-supernova, når de når 1, 4 gange solens masse. Vi bruger disse supernovaer til at studere universets form og konkludere, at universets udvidelse accelererer. Vi har dog endnu ikke fundet stamfadersystemerne til disse supernovaer. En af kanalerne til dannelse af supernovaer af type Ia er gennem fusioner af hvide dværge. Derfor er direkte detektion af fusionerede hvide dværge vigtig for at forstå hyppigheden af ​​disse hvide dværgsfusioner .

Indtil for nylig er der kun fundet et par hundrede hvide stjerner i det lokale galaktiske kvarter (500 inden for en radius på 40 parsec). Derudover var astronomer kun i stand til at opnå nøjagtige parallaksmålinger (afstand) for omkring halvdelen af ​​disse. Men takket være Gaia- dataene er antallet af hvide dværgsystemer, som astronomer er i stand til at studere, steget eksponentielt.

Kunstner s indtryk af en hvid dværgstjerne i kredsløb omkring Sirius (en hvid supergiant). Kredit: NASA, ESA og G. Bacon (STScI)

Gaia leverede afstandsmålinger, sagde Kilic. Vi kan nu oprette komplette prøver af hvide dværge inden for en given mængde. For eksempel kendte vi forud for Gaia kun 100 hvide dverge inden for 20 parsecs af solen. Med Gaia Data Release 2 identificerede vi mere end 13.000 hvide dværge inden for 100 parsecs af solen. Forskellen i antal er forbløffende!

Gaia- dataene var også nyttige til at bestemme arten af ​​disse hvide dværgsystemer og hvordan de dannede sig. Som de antyder i deres undersøgelse, har tidligere undersøgelser vist, at størstedelen af ​​de hvide dværgstjerner i vores lokale galakse (ca. 56%) er produktet af enstjernet evolution, mens 7 til 23% var produktet af fusioner mellem binære grupper. Resten var hvide dværgbinarier eller binære med en hvid dværg og en hovedsekvensstjerne.

Ved hjælp af Gaia- dataene, som inkluderede farve- og distributionsdata for tusinder af hvide dværgstjerner inden for ~ 326 lysår fra Solen var teamet i stand til at bestemme, hvor store disse stjerner er. Dette gav igen vigtige ledetråder til, hvordan de dannede sig, hvilket tydede på, at fusioner var langt mere almindelige, end tidligere undersøgelser antydede. Som Kilic forklarede:

Massive hvide dværge har en tendens til at være mindre, hvilket betyder, at de også er svagere (da de har et mindre overfladeareal). Da Gaia gav os en komplet prøve af hvide dværge inden for 100 parsecs af solen, for første gang, var vi i stand til at udlede størrelsesfordelingen (dermed massefordelingen) af tusinder af hvide dverge og finde en stor brøkdel af massive hvide dværge . Vi ser, at antallet af massive hvide dværge er markant højere end forventet fra enstjernet evolution. Derfor konkluderede vi, at mange af disse massive hvide dværge faktisk dannede sig gennem fusioner i tidligere binære systemer.

Kunstner s indtryk af det binære par af hvid dværg CSS 41177. Kredit: Andrew Taylor.

Herefter var teamet i stand til at samle det første pålidelige Hertzsprung-Russell-diagram for nærliggende felthvite dværgstjerner samt estimater om, hvor ofte hvide dværgsbinarier fusionerer. Som Kilic indikerede, kan dette have betydelige konsekvenser for andre områder af astronomisk undersøgelse.

”Baseret på hyppigheden af ​​disse enkelte hvide dværge, der dannes gennem fusioner, kan vi estimere, hvor mange hvide dværgfusioner der gennemsnit forekommer, og med hvilken massefordeling, ” sagde han. ”Vi kan derefter udlede antallet af type Ia-supernovaer fra disse fusioner og se, om det er nok til at forklare en del af eller alle Ia-supernovaeksplosioner. Dette er et igangværende forskningsområde, og jeg er sikker på, at vi snart vil få nogle resultater om disse. ”

Disse fund er endnu en perle, der kommer fra den anden Gaia -dataudgivelse, som har vist sig at være en skattekiste for astronomer. Den tredje frigivelse af Gaia- data er planlagt til at finde sted i slutningen af ​​2020, hvor den endelige katalog offentliggøres i 2020'erne. I mellemtiden er en udvidelse allerede godkendt til Gaia- missionen, som nu vil forblive i drift indtil udgangen af ​​2020 (skal bekræftes i slutningen af ​​dette år).

Yderligere læsning: arXiv

Kategori:
SMART-1 slipper ud af strålebælterne
Gamle virkninger formede mælkevejens struktur