Открытие было сделано компанией Zwicky Transient Facility, или ZTF, которая работает в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института; два гавайских телескопа – W. M. Обсерватория Кека на Маунакее, остров Гавайи и Pan-STARRS (Панорамный обзорный телескоп и система быстрого реагирования) Гавайского института астрономии на Халеакале, Мауи, вместе с 200-дюймовым телескопом Хейла помогли охарактеризовать мертвую звезду в Паломаре, космической обсерватории European Gaia и обсерватории NASA имени Нила Герелса Свифта.
Белые карлики – это свернувшиеся остатки звезд, которые когда-то были примерно в восемь раз больше массы нашего Солнца или меньше. Наше Солнце, например, после того, как оно впервые превратится в красного гиганта примерно за 5 миллиардов лет, в конечном итоге сбросит свои внешние слои и сожмется в компактный белый карлик.
Около 97 процентов всех звезд становятся белыми карликами.
В то время как наше Солнце находится в космосе в одиночестве без звездного партнера, многие звезды вращаются вокруг друг друга парами.
Звезды стареют вместе, и если они обе будут меньше восьми солнечных масс, они обе превратятся в белых карликов.
Новое открытие представляет собой пример того, что может произойти после этого этапа. Пара белых карликов, которые вращаются друг вокруг друга, теряют энергию в виде гравитационных волн и в конечном итоге сливаются. Если мертвые звезды достаточно массивны, они взрываются так называемой сверхновой типа Ia.
Но если они ниже определенного порога массы, они объединяются в новый белый карлик, который тяжелее любой звезды-прародителя. Этот процесс слияния усиливает магнитное поле этой звезды и ускоряет ее вращение по сравнению с вращением ее предшественников.
Астрономы говорят, что недавно обретенный крошечный белый карлик, названный ZTF J1901 + 1458, пошел последним путем эволюции; его предки слились и произвели белого карлика 1.В 35 раз больше массы нашего Солнца. Белый карлик имеет экстремальное магнитное поле, почти в 1 миллиард раз сильнее, чем у нашего Солнца, и вращается вокруг своей оси с бешеной скоростью – один оборот каждые семь минут (самый энергичный из известных белых карликов, называемый EPIC 228939929, вращается каждые 5 минут).3 минуты).
«Мы поймали этот очень интересный объект, который не был достаточно массивным, чтобы взорваться», – говорит Каяццо. "Мы действительно пытаемся понять, насколько массивным может быть белый карлик."
Более того, Каяццо и ее сотрудники считают, что объединенный белый карлик может быть достаточно массивным, чтобы превратиться в богатую нейтронами мертвую звезду или нейтронную звезду, которая обычно образуется, когда звезда, намного более массивная, чем наше Солнце, взрывается в сверхновой.
«Это очень умозрительно, но вполне возможно, что белый карлик достаточно массивен, чтобы в дальнейшем коллапсировать в нейтронную звезду», – говорит Каяццо. "Он настолько массивен и плотен, что в его ядре электроны захватываются протонами в ядрах с образованием нейтронов. Поскольку давление электронов противодействует силе тяжести, сохраняя звезду неповрежденной, ядро коллапсирует, когда удаляется достаточно большое количество электронов."
Если эта гипотеза нейтронного звездообразования верна, это может означать, что значительная часть других нейтронных звезд принимает форму именно таким образом. Близость нового обнаруженного объекта (около 130 световых лет от нас) и его молодой возраст (около 100 миллионов лет или меньше) указывают на то, что подобные объекты могут чаще встречаться в нашей галактике.
МАГНИТНЫЙ И БЫСТРЫЙ
Белый карлик был впервые замечен коллегой Каяццо Кевином Берджем, докторантом Калифорнийского технологического института, после просмотра изображений всего неба, сделанных ZTF. Этот конкретный белый карлик, при анализе в сочетании с данными Гайи, выделялся тем, что был очень массивным и имел быстрое вращение.
"До сих пор никому не удавалось систематически исследовать краткосрочные астрономические явления в таком масштабе. Результаты этих усилий ошеломляют », – говорит Бердж, который в 2019 году возглавил команду, обнаружившую пару белых карликов, кружащихся вокруг друг друга каждые семь минут.
Затем команда проанализировала спектр звезды с помощью спектрометра низкого разрешения обсерватории Кека (LRIS), и именно тогда Кайаццо был поражен сигнатурами очень мощного магнитного поля и понял, что она и ее команда нашли что-то «очень особенное, "как она говорит.
Сила магнитного поля вместе с семиминутной скоростью вращения объекта указывала на то, что это результат слияния двух меньших белых карликов в один.
Данные компании Swift, которая наблюдает за ультрафиолетовым светом, помогли определить размер и массу белого карлика.
ZTF J1901 + 1458 с диаметром 2670 миль обеспечивает звание самого маленького известного белого карлика, опережая предыдущих рекордсменов RE J0317-853 и WD 1832 + 089, каждый из которых имеет диаметр около 3100 миль.
В будущем Каяццо надеется использовать ZTF для поиска большего количества белых карликов, подобных этому, и, в целом, для изучения населения в целом. "Есть так много вопросов, которые нужно решить, например, какова скорость слияния белых карликов в галактике, и достаточно ли этого, чтобы объяснить количество сверхновых типа Ia?
Как магнитное поле генерируется в этих мощных событиях и почему между белыми карликами наблюдается такое разнообразие значений напряженности магнитного поля?? Обнаружение большой популяции белых карликов, рожденных в результате слияний, поможет нам ответить на все эти и многие другие вопросы."