Astronomer løser mysteriet om hvide dværgmasser

Nye observationer af den hvide dværg/røde dværg binære stjerne 40 Eridani f.Kr. af astronomer ved U.S.Naval Observatory (USNO) har afsløret nyt, endelige værdier for orbitalperioden og masserne af komponenterne i dette interessante stjernepar. Et papir, der beskriver observationer og resultaterne af Dr. Brian Mason, Dr. Bill Hartkopf, og praktikant Korie Miles er blevet accepteret til offentliggørelse i Astronomisk Journal .

40 Eridani BC (også kendt som Omicron-2 Eridani) er en velkendt dobbeltstjerne, der er blevet observeret af mange astronomer, siden dens egenskaber først blev nøjagtigt målt af William Rutter Dawes i 1867. Den ligger omkring 16 lysår fra Jorden og kan let observeres i amatørteleskoper. Måling af komponentstjernernes periode, når de kredser om deres massecenter og kender deres afstand, gør det muligt for astronomer at beregne deres samlede masser. Efterhånden som der blev registreret flere observationer gennem årtierne, karakteristika ved stjernernes baner blev beregnet, muliggør en første bestemmelse af stjernernes kombinerede masser. Det blev hurtigt tydeligt, at 40 Eridani f.Kr. var et usædvanligt system.

Ved at kombinere de beregnede baner med spektrografiske data og stjernernes nærliggende placering, det blev fundet, at den lysere komponent var en "hvid dværg, "den stærkt komprimerede rest af en stjerne, der er kollapset efter at have brugt sit atombrændstof. Den svagere komponent er en" rød dværg, "lav lysstyrke, lavmassestjerne, der lyser svagt i hundredvis af milliarder af år. Mens røde dværgstjerner kan være de mest udbredte typer af "normale" stjerner i galaksen, hvide dværgstjerner er forholdsvis sjældne. 40 Eridani B er den næststørste hvide dværg man kender og er den eneste der let kan ses i baggårdsteleskoper. Det var også den første hvide dværgstjerne, der fik sin masse bestemt ved at måle dens tyngdekrafts rødforskydning, en egenskab ved meget tætte genstande.

Ved hjælp af en teknik kaldet "speckle interferometry, "Dr. Mason og hans kolleger observerede 40 Eridani BC i løbet af seks nætter i begyndelsen af ​​2017 ved hjælp af USNO's" Great Equatorial "refraktorteleskop på 66 cm (26 tommer), købt i 1873. Objektivet på dette teleskop blev brugt af astronomen Asaph Hall til at opdage Mars måner, Phobos og Deimos, i 1877. Genmonteret på sit nuværende sted i 1893, teleskopet har været brugt til måling af dobbeltstjerner siden den tid.

Tidligere kredsløbsberegninger for 40 Eridani BC gav en uoverensstemmelse mellem massen af ​​den hvide dværgkomponent afledt af dens kredsløbsbevægelse og den, der blev bestemt af dens tyngdekrafts rødforskydning.

"På grund af den lange periode med de fleste visuelle binære filer og lommeregnernes forståelige utålmodighed, "siger Dr. Mason, "baner beregnes ofte, når de 'kan' være og ikke nødvendigvis, når de 'skal' være."

De nyligt rapporterede observationer af Dr. Mason et al. og arkivobservationer gør det muligt at beregne en ny bane, som løser denne uoverensstemmelse. De nye observationer indikerer, at komponenterne i 40 Eridani BC cirkler hinanden med en periode på 230,29 +/- 0,68 år, omkring 20 år mindre end den tidligere bestemmelse. Massen af ​​den hvide dværgkomponent menes nu at være 0,573 +/- 0,018 solmasser, omkring 0,15 solmasse større end det tidligere estimat og tættere på resultatet opnået ved tyngdekrafts rødforskydning.

Dr. Mason bemærker, "Nu hvor massen fra kredsløbet matcher den fra tyngdekraftens rødforskydning, denne forfærdelseskilde er forsvundet, og det er ikke nødvendigt at påberåbe andre mere eksotiske løsninger på problemet. Tålmodighed er en dyd."