İki yüzlü beyaz cüce yıldız astronomları şaşırttı - Fizik Dünyası

İki yüzlü beyaz cüce yıldız astronomları şaşırttı - Fizik Dünyası

Zaman Damgası: 19 Temmuz 2023 11:00

Bu sanatçının iki yüzlü beyaz cüce yıldıza ilişkin izlenimi, yıldızı, bir tarafı diğerinden daha koyu ve tanecikli görünen parlak mavi-beyaz bir top olarak gösteriyor
Hidrojen ve helyum: İki yüzlü beyaz cüce yıldızın bir sanatçının izlenimi. (Nezaket: K Miller, Caltech/IPAC)

Biri hidrojen ve diğeri helyumla kaplı iki karşıt yarımküre içeren, hızla dönen bir beyaz cüce yıldızın bu hale nasıl geldiği konusunda gökbilimciler kafalarını karıştırıyor. İki yüzlü Roma geçiş tanrısından dolayı "Janus" lakaplı yıldız, Zwicky Geçici Tesis (ZTF) tarafından ABD'deki Palomar Gözlemevi'nde keşfedilmiştir ve olası bir açıklama, bunun iki beyaz cücenin birleşmesiyle oluşturulan güçlü ancak orantısız bir manyetik alanın sonucu olduğudur.

Beyaz cüceler, iç kısımlarındaki nükleer reaksiyonları durdurmuş, dış katmanları şişmiş ve kalan çekirdeklerinde kütleçekimsel büzülme yaşayan Güneş benzeri yıldızların kalıntılarıdır. Ortaya çıkan nesneler yaklaşık olarak Dünya büyüklüğünde, ancak bir yıldızın kütlesine sahip.

Beyaz cüceler sıcak doğmalarına rağmen yaşlandıkça yavaş yavaş soğurlar. Bu soğuma onların yapısını etkiler. 35,000 K'nin üzerindeki sıcaklıklarda yüzeyleri, bir alt helyum katmanını saran bir hidrojen katmanıyla kaplanır. Yüzey sıcaklığı 35,000-25,000 K'ye soğuduğunda (tam sıcaklık yıldızın kütlesine bağlıdır), bu helyum tabakası konveksiyona başlar. Üstteki hidrojen tabakası yeterince inceyse, helyumun içinde dağılabilir.

Beyaz cücelerin yaklaşık %40'ı hidrojen baskınlığından helyum baskınlığına geçişi gerçekleştirmiştir. Ancak geçiş normalde birkaç saniye içinde gerçekleştiğinden, muhtemelen şu ana kadar hiç kimse bunun gerçekleştiğini görmemişti.

Geçişte mi takıldınız?

Resmi olarak ZTF J203349.8+322901.1 olarak adlandırılan (sayılar onun gökyüzündeki doğru yükseliş ve alçalma koordinatlarıdır) ve 1300 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Janus beyaz cücesi, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü astrofizikçisinin dikkatini çekti. Ilaria Caiazzo parlaklığındaki hızlı değişiklikler nedeniyle. Palomar ve diğer tesisler tarafından yapılan ek gözlemler, yıldızın her 15 dakikada bir dönüşünü tamamladığını gösterdi; bu süre zarfında parlaklığı, hidrojenle kaplı yüzü Dünya'ya doğru yönlendirildiğinde maksimumdan, karşı yarım kürenin helyumla kaplı olduğunu gördüğümüzde minimuma kadar değişiyor.

Soru şu: neden? Caiazzo, "Sonunda bir beyaz cüceyi geçiş aşamasında yakalamış olabiliriz" diyor Fizik Dünyası. Aslına bakılırsa, Caiazzo'nun keşfi araştırmak için bir araya getirdiği ekibin bulgularına göre Janus, geçiş sürecinde sıkışıp kalmış gibi görünüyor. Yarım kürelerden birinde helyum taşınımı hidrojeni tüketmiş gibi görünüyor, ancak gizemli bir şekilde aynı şey diğerinde meydana gelmiş gibi görünmüyor. Yazma Tabiat, Ekip, beyaz cücenin merkezinden sapan yeterince güçlü bir manyetik alanın, helyum taşınımını bir yarıkürede engelliyor, diğerinde engelleyemeyeceğini öne sürüyor; ancak bu açıklama geçicidir. Şunu söylemek yeterli: Daha önce hiç kimse iki yarıdan oluşan bir beyaz cüce görmemişti.

Ekip üyesi "Bunu öngören bir model yok" diyor İskele-Emmanuel Treblayİngiltere'deki Warwick Üniversitesi'nden gökbilimci. "Astrofizikte, bir şey bozulduğunda ve ince ayar yapılması gerektiğinde, insanlar genellikle manyetik alanları çağırır ve bu da bunun mükemmel bir örneğidir."

Beyaz cücelerin yaklaşık %20'si manyetiktir ve bazılarının alan güçleri 1 milyar Gauss'a kadar çıkabilir. Karşılaştırıldığında, Dünya'nın manyetik alanı yarım Gauss'tur, Güneş'in yüzeyindeki manyetik alan gücü ise yaklaşık bir Gauss'tur. Ekip, Janus için alanın 1000-1 milyon Gauss olması gerektiğini tahmin ediyor. Daha güçlüsü yıldızın tayf çizgilerini bozar.

Caiazzo, "Janus için manyetik bir alanın olduğunu varsayıyoruz çünkü aksi takdirde iki yüzdeki farklı kompozisyonu açıklamak çok zor olur" diyor. Ancak şunu ekliyor: "Neden sadece bazı beyaz cücelerin manyetik olduğunu ve alan güçlerindeki bu büyük çeşitliliğin nereden geldiğini hâlâ bilmiyoruz."

Beyaz cüce birleşmesi mi?

Janus'un güçlü ve dengesiz manyetik alanı, hızlı dönüş hızı, yüksek kütlesi (1.20 ila 1.27 güneş kütlesi arasında) ve iki yüzlü bileşimi, oldukça dikkat çekici bir beyaz cüceye işaret ediyor. Tremblay'a göre bu, başka faktörlerin de işin içinde olabileceğini gösteriyor. “Bu beyaz cücede manyetik alanın yanı sıra özel bir şeyler de olmalı” diyor.

Tremblay, Janus'un iki beyaz cücenin birleşmesiyle oluşmuş olabileceğini tahmin ediyor; bu olay dahili manyetik dinamolar yaratmış olabilir. "Hızlı dönüş, manyetik alan oluşumu ve asimetri, bunların hepsi ikili evrime ve birleşmeye işaret ediyor" diyor.

Tremblay ayrıca manyetik alanın ofset dipol olması konusunda da şüpheci. Beyaz cüce yıldızların iç manyetik alan yapısı henüz tam olarak anlaşılamamıştır ve ona göre, bir ofset dipolün çağrılması, daha yüksek dereceli bir manyetik alan geometrisini gizleyebilir.

Tremblay, "Bence bu, manyetik alanın çift kutuplu olmayabileceği anlamına geliyor" diyor. “Bunun yerine örneğin dört kutuplu bir dört kutuplu olabilir. Bu mutlaka alanın merkezden kaydırıldığı anlamına gelmez."

Mesafe ölçümleri için çıkarımlar

Beyaz cüceler tip Ia süpernova olarak patladığında, iyi anlaşılan parlaklıkları gökbilimcilerin onları standart mumlar gibi ele almalarına olanak tanır; bu, evrendeki mesafeleri ve evrenin genişleme hızını ölçmek için hayati bir araçtır. Ancak gökbilimciler, tek bir beyaz cücenin eşlik eden bir yıldızdan çok fazla madde toplayıp patlamasıyla kaç tip Ia süpernovanın meydana geldiğinden ve kaç tanesinin iki beyaz cücenin birleşmesiyle Chandrasekhar kütlesini aşan birleşmesi nedeniyle meydana geldiğinden hala emin değiller. 1.44 güneş kütlesi sınırında ve patlayacak.

Janus gerçekten de iki küçük beyaz cücenin birleşmesinin ürünüyse, yarı geçişli beyaz cücelerin daha fazla örneğini bulmak, gökbilimcilerin bu tür sistemlerin sayısını ve bunların Ia tipi süpernova popülasyonuna ne kadar katkıda bulunabileceklerini sınırlamasını sağlayacaktır.

Zaman Damgası:

Den fazla Fizik dünyası