Das Bild eines Künstlers eines weißen Zwergs, der vor einem roten Zwergstern vorbeigeht. Während der weiße Zwerg vor seinem größeren Begleiter vorbeikommt, biegt er sich und vergrößert das Licht des Hintergrundsterns.
(Bild: © NASA / JPL-Caltech)
Wissenschaftler haben ein unglaublich seltsames "Unmögliches" entdeckt. weißer Zwergstern in einer Entdeckung, die darauf hindeutet, dass diese Objekte noch häufiger als vermutet sind - oder dass etwas noch Seltsameres passiert.
Weiße Zwerge sind Sternkerne von Sternen wie unserer Sonne zurückgelassen. Wenn diesen Sternen der Treibstoff ausgeht, verlieren sie ihre äußeren Schichten und hinterlassen einen Kern, der sich über Milliarden von Jahren abkühlt. Die Masse des Weißen Zwergs basiert auf der des ursprünglichen Sterns, was wiederum sein Alter widerspiegelt.
Diese Beziehungen bedeuten, dass Forscher die Masse eines Weißen Zwergs verwenden können, um sein Alter zu berechnen. Und in den letzten zehn Jahren haben Astronomen rund 100 weiße Zwerge mit so geringen Massen entdeckt, dass sie älter zu sein scheinen als die 14,8 Milliarden Jahre altes Universum.
Bisher haben Astronomen dieses Rätsel gelöst, indem sie festgestellt haben, dass fast alle diese Objekte vorhanden sind mit einem Begleitstern auftreten Das könnte dazu führen, dass ein Teil der Masse des Weißen Zwergs abgesaugt wird und älter erscheint, als er tatsächlich ist. Aber eine sehr kleine Handvoll dieser extrem massearmen weißen Zwerge hat keine Gefährten, die für ihre Massenänderung verantwortlich sind, was die Frage aufwirft, wie diese Objekte existieren können.
In neuen Forschungen beschreiben Wissenschaftler, wie sie einen extrem massearmen weißen Zwerg finden, der einen Gefährten hat, der jedoch so weit entfernt ist, dass er die Masse des weißen Zwergs nicht stehlen kann. Da die Wahrscheinlichkeit, ein solches Paar mit den verwendeten Instrumentenwissenschaftlern zu entdecken, so gering ist, könnte die Entdeckung bedeuten, dass „unmögliche“ weiße Zwerge weitaus häufiger vorkommen als bisher angenommen.
"Dieser Befund legt nahe, dass etwas in unserem derzeitigen Verständnis der Bildung von weißen Zwergen mit geringer Masse und / oder binären Wechselwirkungen fehlt", sagte Kento Masuda, Hauptautor eines neuen Papiers, das die Forschung beschreibt, und Astronom an der Princeton University gegenüber Space.com von Email.
Ein weißes Zwergpuzzle
Masuda und seine Kollegen verwendeten Daten, die mit dem berühmten Planetenjagdinstrument der NASA, dem Kepler-Weltraumteleskop, gesammelt wurden. Wissenschaftler haben in den Daten, die Kepler während seiner neunjährigen primären und erweiterten Mission gesammelt hat, Tausende von Planeten und Exoplaneten-Kandidaten gefunden. Das Instrument erkennt Planeten als rhythmische Einbrüche in die Helligkeit eines Sterns. Die Verdunkelung wird dadurch verursacht, dass der Planet zwischen Stern und Kepler rutscht, was als Transit bezeichnet wird.
Aber das Weltraumteleskop hat auch eine Fülle astronomischer Entdeckungen hervorgebracht. Im vergangenen Jahr stellten Masuda und seine Kollegen fest, dass sich der G-Typ-Stern KIC 8145411 regelmäßig aufhellte, was eine ungewöhnliche Umkehrung der Transitsituationen darstellt. Wenn sich ein Paar umlaufender Sterne mit der Erde ausrichtet, ändert sich ihr Licht, wenn ein Stern vor dem anderen vorbeizieht. Normalerweise wird das Licht gedimmt, da das Gesamtlicht des Systems reduziert wird, während ein Stern auf der Rückseite verschwindet.
Wenn jedoch einer der Sterne kompakt genug ist, wie ein weißer Zwerg, kann er das Licht seines Begleitsterns biegen, wenn er vor ihm vorbeikommt. fungiert als Linse, um die Oberfläche des weniger dichten Sterns zu vergrößern. Dieses Phänomen, das als Selbstmikrolinse bezeichnet wird, wenn es in einer Binärdatei auftritt, würde zu Helligkeitsimpulsen führen.
Selbstlinsensysteme werden seit einiger Zeit vorhergesagt, aber Wissenschaftler konnten ein solches Paar nicht erkennen, bis Kepler im Laufe der Zeit Tausende von Sternensystemen gleichzeitig untersuchen konnte. Das erste derartige System wurde 2014 entdeckt; Seitdem wurden vier weitere gefunden, darunter KIC 8145411.
Die wahre Überraschung kam jedoch, als Masuda und seine Kollegen das Subaru-Teleskop in Hawaii und das 1,5-Meter-Teleskop am Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona auf das neu entdeckte System drehten.
Ihre Nachbeobachtungen ergaben, dass der Weiße Zwerg etwa ein Fünftel der Masse unserer Sonne ausmachte, und zwar innerhalb der Klasse der extrem massearmen weißen Zwerge. Aber zur Überraschung der Wissenschaftler kreiste der Begleitstern zu weit vom Weißen Zwerg entfernt, um seine Masse filtern zu können. Etwas anderes muss für ein so geringes scheinbares Alter des Weißen Zwergs verantwortlich sein, schlussfolgerten die Wissenschaftler.
Die große Wendung
Es ist möglich, fügten sie hinzu, dass der Weiße Zwerg doch kein Weißer Zwerg ist. Die Wissenschaftler konnten nur die Masse des Objekts bestimmen und feststellen, dass es relativ klein ist; Das Team hat keine feste Größenschätzung. Diese Unsicherheit bedeutet, dass das Objekt, das den Stern beleuchtet, tatsächlich dichter sein kann schwarzes Loch oder Neutronenstern das packt die gleiche Masse auf weniger Platz. Es gibt jedoch zwei Argumente gegen einen exotischeren Ursprung für das kleine Objekt.
Erstens sind weiße Zwerge weitaus häufiger als Schwarze Löcher oder Neutronensterne, was sie statistisch gesehen eher zu mysteriösen Begleitern macht. Vielleicht noch beunruhigender ist, dass Astrophysiker keine gute Erklärung dafür haben, wie sich ein so massearmer Neutronenstern oder ein solches Schwarzes Loch bilden könnte, sagte Masuda, und sie haben im Gegensatz zu extrem massearmen weißen Zwergen auch keine winzigen Beispiele entdeckt.
"Ich gebe zu, dass dieses Argument möglicherweise nicht ganz überzeugend ist, da wir keine gute Erklärung dafür haben, wie dieser weiße Zwerg überhaupt entstanden ist", sagte er.
Wenn KIC 8145411 mit einem weißen Zwerg umkreist, könnte dies die Astronomen dazu veranlassen, einen weiteren Blick darauf zu werfen, was wir zu wissen glauben, wie sich weiße Zwerge bilden und wie sie mit Gefährten interagieren.
"Die Einzelstern-Evolution kann einen solchen [extrem massearmen] weißen Zwerg nicht erklären, daher wurde angenommen, dass Wechselwirkungen mit einer engen Binärzahl eine wichtige Rolle spielen", sagte Masuda. "Aber auch dieses binäre Interaktionsszenario kann die beobachtete Umlaufbahn des KIC 8145411-Systems nicht erklären, da die Umlaufbahn nicht so nah ist, wie es für dieses Szenario erforderlich ist. Daher müssen einige Teile dieser Geschichte geändert werden - obwohl wir dies nicht tun." Ich weiß noch nicht welche. "
Masuda sagte, er und seine Kollegen planen, die Suche nach kleinen weißen Zwergen in ähnlichen Binärdateien fortzusetzen, um mehr über ihre Eigenschaften zu erfahren.
"Ich hoffe, sie werden uns helfen, das Rätsel des KIC 8145411-Systems zu lösen und zu einem umfassenderen Verständnis der weißen Zwerge in Binärdateien zu führen", sagte Masuda.
Die Forschung ist in beschrieben ein Papier veröffentlicht am 5. August in The Astrophysical Journal Letters.
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