Kesan seorang artis terhadap dua orang kerdil putih dalam proses penggabungan.
(Imej: © University of Warwick / Mark Garlick)
Gergasi kerdil putih bintang mungkin merupakan keturunan pertembungan antara dua orang kerdil putih yang lain, menurut kajian baru.
Penemuan baru menunjukkan bahawa kerdil putih ultramassif lain dengan asal yang serupa dapat wujud; ini dapat membantu menjelaskan betapa besarnya kerdil putih yang harus meletup di a supernova, kata para saintis di sebalik penyelidikan baru itu.
Kerdil putih adalah inti bintang mati yang redup, pudar, dan berukuran kecil yang tertinggal setelah bintang berukuran rata-rata telah menghabiskan bahan bakarnya dan menumpahkan lapisan luar mereka. Matahari kita suatu hari nanti akan menjadi kerdil putih, begitu juga lebih dari 90% bintang di galaksi kita.
Para saintis mengkaji kerdil putih yang dikenali sebagai WDJ0551 + 4135, yang terletak kira-kira 150 tahun cahaya dari Bumi. Penemuan terkini dari Badan Angkasa Eropah Teleskop Gaia mencadangkan bahawa objek ini mungkin kerdil putih yang sangat besar. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai bintang mati yang tidak biasa ini, para saintis menganalisisnya menggunakan data dari Teleskop William Herschel di Kepulauan Canary.
Dengan memeriksa spektrum warna cahaya yang dipancarkan oleh kerdil putih, para astronom dapat mengenal pasti bahan kimia di dalam bintang. Tanpa disangka, para penyelidik menemui tahap karbon yang tinggi di atmosfer objek, yang tidak pernah dilihat oleh saintis sebelumnya dalam kerdil putih.
"Kerdil putih mempunyai struktur dalaman seperti bawang, kerana ia berlapis-lapis," kata penulis kajian kajian Mark Hollands, ahli astrofizik di University of Warwick di England, kepada Space.com. "Pada inti kerdil putih, sebahagian besar jisimnya terbuat dari karbon dan oksigen, dan kemudian anda biasanya mempunyai lapisan helium di atasnya, dan kemudian lapisan hidrogen. Oleh itu, apabila anda mengarahkan teleskop ke arah putih kerdil, anda hanya melihat lapisan luar. "
Struktur itu bermaksud para saintis belajar kerdil putih biasanya hanya melihat hidrogen atau hanya helium, atau mungkin campuran helium dan karbon. Tetapi bukan itu yang dilihat oleh Hollands dan rakan-rakannya di kerdil putih ini.
"Anda tidak pernah mengharapkan untuk melihat hidrogen dan karbon bercampur dalam kerdil putih - semestinya ada lapisan helium yang menjadikannya terpisah," kata Hollands. "Itu sangat pelik dan sangat mengejutkan dan menimbulkan persoalan besar bagaimana hal itu mungkin berlaku."
Hollands dan rakan-rakannya mengatakan bahawa mereka mempunyai jalan keluar untuk teka-teki ini: Struktur aneh itu muncul ketika dua kerdil putih yang lain pecah bersama dan jeroan mereka bercampur, tulis para saintis. Tetapi kerdil putih besar baru itu tidak cukup besar untuk mencetuskan supernova, membiarkan bintang besar itu tetap utuh.
Bagi para penyelidik, petunjuk utama untuk misteri ini adalah massa kerdil putih ini. Sebilangan besar kerdil putih kira-kira 0.6 kali jisim matahari, tetapi WDJ0551 + 4135 hampir dua kali jisim kerdil putih rata-rata, pada 1.14 jisim suria, semuanya dipadatkan ke ruang hanya dua pertiga dari diameter Bumi.
Petunjuk lain adalah usia kerdil putih ini. Kerdil putih yang lebih tua biasanya lebih sejuk dan mengorbit pusat Bima Sakti lebih cepat daripada rakan mereka yang lebih muda, kerana mereka telah kehilangan lebih banyak haba dari masa ke masa dan mengalami lebih banyak interaksi graviti dengan bintang lain yang mempercepatnya. Walau bagaimanapun, WDJ0551 + 4135 bergerak lebih cepat daripada 99% kerdil putih lain yang berdekatan yang mempunyai suhu yang hampir sama, menunjukkan bahawa salah satu dari dua ukuran usia ini condong.
Para penyelidik tahu WDJ0551 + 4135 mempunyai komposisi yang pelik, jisim dua kali ganda daripada kerdil putih rata-rata dan usia yang kelihatannya agak muda jika seseorang melihat panas bintang tetapi agak tua jika seseorang melihat gerakannya. Ahli astronomi menyedari bahawa satu peristiwa dapat menjelaskan semua misteri ini: WDJ0551 + 4135 terbentuk ketika dua kerdil putih bertembung, memanaskan kerdil putih yang dihasilkan dan memulakan semula proses penyejukannya.
"Walaupun terdapat banyak bukti bahawa penggabungan seperti itu berlaku, termasuk contoh di galaksi yang jauh, sebenarnya memilih kerdil putih dan mengatakan yang satu ini dari penggabungan adalah sesuatu yang sukar," kata Hollands. "Ini hanya satu dari sebilangan kecil kes di mana ada kemungkinan untuk melakukan itu dan satu-satunya yang dikenal pasti melalui komposisinya."
Para saintis mengatakan bahawa penggabungan itu berlaku kira-kira 1.3 bilion tahun yang lalu. Tetapi peristiwa itu menetapkan semula usia penyejukan WDJ0551 + 4135, menjadikannya sukar untuk menentukan usia dua kerdil putih asli, yang mungkin berusia berbilion tahun.
Terdapat beberapa kerdil putih sama besarnya dengan WDJ0551 + 4135, tetapi terdapat lebih banyak kerdil putih besar daripada model semasa pembentukan kerdil putih yang mungkin diramalkan, kata Hollands, menunjukkan bahawa beberapa dari mereka mungkin terbentuk melalui penggabungan. Para penyelidik mengatakan bahawa mereka sangat teruja dengan pandangan kerdil putih ini dan yang lain seperti yang dapat diberikan pada garis batas antara kerdil putih besar dan supernova.
Ahli astronomi juga dapat mengetahui lebih lanjut mengenai jurang WDJ0551 + 4135 dengan memeriksa denyutan halus dalam kecerahan yang disebabkan oleh gelombang yang bergerak melalui bahagian dalam bintang, kata Hollands. Sekiranya saintis dapat mengesan pelbagai gelombang frekuensi yang berlainan melalui kerdil putih ini, mereka dapat mengetahui lebih lanjut mengenai struktur dalaman bintang. "Itu dapat memberikan pandangan bebas mengenai apakah bintang ini terbentuk dari penggabungan," kata Hollands.
Para saintis memperincikan penemuan mereka dalam talian Isnin (2 Mac) dalam jurnal Nature Astronomy.
- Ketahui novel anda: Ledakan bintang dijelaskan (infografik)
- Galeri: Bintang mati memakan planet asing berbatu
- Bintang kerdil hitam: Akhir (teoritis) evolusi bintang
