Astronomowie używają satelity polującego na planety, aby po raz pierwszy zobaczyć białego karła „włączającego się i wyłączającego”

Astronomowie użyli satelity polującego na planety, aby zobaczyć biały karzeł Włącz i wyłącz nagle po raz pierwszy.

Wykorzystali badacze pod kierunkiem Uniwersytetu Durham w Wielkiej Brytanii NASATranzytujący satelita do badań egzoplanet (on-koza), aby zaobserwować to wyjątkowe zjawisko.

Białe karły są tym, czym większość gwiazd staje się po spaleniu wodoru, który je napędza. Jest mniej więcej wielkości Ziemi, ale ma masę bliższą masie Słońca.

Wiadomo, że biały karzeł obserwowany przez zespół gromadzi się lub żywi się z krążącej wokół niego gwiazdy towarzyszącej.

Dzięki nowym obserwacjom astronomowie zauważyli, że traci swoją jasność w ciągu 30 minut, proces ten wcześniej obserwowany był tylko w białych karłach gromadzących się przez kilka dni do miesięcy.

Na jasność gromadzącego się białego karła wpływa ilość otaczającego go materiału, którym się żywi, więc naukowcy twierdzą, że coś zakłóca jego zaopatrzenie w żywność.

Mają nadzieję, że odkrycie pomoże im dowiedzieć się więcej o fizyce odpowiedzialnej za akrecję – gdzie obiekty takie jak czarne dziury, białe karły i gwiazdy neutronowe żywią się otaczającą materią z pobliskich gwiazd.

Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie astronomia naturalna.

TW Pictoris to stosunkowo jasny układ podwójny, w którym biały karzeł gromadzi materię z towarzyszącej gwiazdy. Obserwacje wykonane na satelicie Transiting Exoplanet Survey (TESS) ujawniły, jak TW Pictoris nagle i nagle zanika w czasie krótszym niż 30 minut. Rysunek pokazuje, w jaki sposób obserwacje TESS ujawniają to przejście z trybu jasnego oznaczonego na niebiesko do trybu przyciemnionego oznaczonego na czerwono. Źródło: Simon Scaringi

Zespół zaobserwował zjawisko w układzie podwójnym białego karła TW Pictoris, który znajduje się około 1400 lat świetlnych od Ziemi.

TW Pictoris składa się z białego karła zasilanego przez oceaniczny dysk akrecyjny zasilany wodorem i helem z mniejszej gwiazdy towarzyszącej. Kiedy biały karzeł je – lub gromadzi – robi się jaśniej.

Korzystając z drobniejszych szczegółów obserwacyjnych dostarczonych przez TESS – które są zwykle używane do wyszukiwania planet poza naszym Układem Słonecznym – zespół kierowany przez Durhama zaobserwował bezprecedensowe spadki i skoki jasności w akreującym białym karle w tak krótkich skalach czasowych.

Ponieważ przepływ materii na dysku akrecyjnym białego karła z towarzyszącej mu gwiazdy jest względnie stały, nie powinien znacząco wpływać na jego jasność w tak krótkim czasie.

Zamiast tego naukowcy uważają, że to, czego są świadkami, może być przebudową pola magnetycznego powierzchni białego karła.

Fully Integrated Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), który został wystrzelony w 2018 roku w celu znalezienia tysięcy nowych planet krążących wokół innych gwiazd. Naukowcy pod kierunkiem Uniwersytetu Durham w Wielkiej Brytanii wykorzystali TESS do obserwacji układu podwójnego białego karła TW Pictoris. Źródło: Orbital ATK / NASA

W trybie pracy, gdy jasność jest wysoka, biały karzeł jak zwykle żywi się z dysku akumulatora. Nagle i nagle system wyłącza się, a jego jasność spada.

Kiedy tak się dzieje, jak twierdzą naukowcy, pole magnetyczne obraca się tak szybko, że bariera odśrodkowa zapobiega ciągłemu spadaniu paliwa z dysku akrecyjnego na białego karła.

Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) NASA został przetransportowany na terenie ośrodka obsługi niebezpiecznych ładunków w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego na Florydzie. Źródło: NASA/Frankie Martin

Na tym etapie ilość paliwa, którym może się żywić biały karzeł, jest regulowana przez proces zwany bramką magnetyczną.

W tym przypadku wirujące pole magnetyczne białego karła reguluje przepływ paliwa przez „bramkę” na dysku akrecyjnym, co skutkuje niewielkim, półregularnym wzrostem jasności obserwowanym przez astronomów.

Po pewnym czasie system „włącza się” z przerwami, a jasność ponownie wzrasta do pierwotnego poziomu.

Główny autor, dr Simon Scaringi z Centrum Astronomii Pozagalaktycznej na Uniwersytecie Durham w Wielkiej Brytanii, powiedział: „Różnice jasności obserwowane w akreujących białych karłach są na ogół stosunkowo powolne, zachodzące w skali czasowej od dni do miesięcy.

„Obserwowanie spadku jasności TW Pictoris w ciągu 30 minut jest samo w sobie niezwykłe, ponieważ nie było wcześniej obserwowane u innych akreujących białych karłów i jest całkowicie nieoczekiwane w świetle naszego zrozumienia, w jaki sposób te systemy mają być zasilane przez dysk akrecyjny. być To jest włączane i wyłączane.

„Jest to naprawdę wcześniej nierozpoznane zjawisko, a ponieważ możemy dokonywać porównań z podobnym zachowaniem znacznie mniejszych gwiazd neutronowych, może to być ważny krok w pomaganiu nam lepiej zrozumieć proces, w jaki inne organizmy akrecyjne żywią się otaczającym materiałem i ważnymi rola pól magnetycznych w tym procesie.” „.

Ponieważ białe karły są bardziej powszechne we wszechświecie niż gwiazdy neutronowe, astronomowie mają nadzieję poszukać innych przykładów tego zachowania w przyszłych projektach badawczych, aby dowiedzieć się więcej o akrecji.

Odniesienie: „Akumulujący się biały karzeł wyświetla szybką zmianę w trybie przejściowym” 18 października 2021 r., astronomia naturalna.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01494-x

Badania w Wielkiej Brytanii zostały sfinansowane przez Uniwersytet Durham. W skład zespołu badawczego weszli również: Włoski Narodowy Instytut Astrofizyki, Południowoafrykańskie Obserwatorium Astronomiczne, Uniwersytet w Kapsztadzie i Uniwersytet Wolnego Państwa, oba również w RPA, Radboud University w Holandii, Uniwersytet w Southampton w Wielkiej Brytanii oraz Uniwersytet Notre Dame, USA.