Kontraherende hvid dværg observeret for første gang

Astrofysikere fra MSU (Rusland) og kolleger fra Italien og det russiske videnskabsakademi har fundet de første observationsbeviser for en kontraherende hvid dværg. Konstant høj spin-up rate af en stjerne af denne type, placeret i et gådefuldt binært system, kan let forklares, hvis den hvide dværg trækker sig sammen, argumenterer forskerne. Opdagelsen er rapporteret i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

"Takket være denne opdagelse, astrofysikere vil være i stand til at studere og evaluere udviklingsmønstrene for unge hvide dværge - og med succes lede efter lignende systemer i galaksen, " bemærkede artiklens hovedforfatter, astrofysiker Sergei Popov (SAI MSU).

Det er en udbredt opfattelse, baseret på teoretiske overvejelser, at unge hvide dværge skulle opleve en sammentrækningsfase i deres tidlige liv. Radius af en typisk hvid dværg kan falde med flere hundrede kilometer i løbet af dens første million år. Imidlertid, der var ingen observationsbeviser for denne effekt indtil nu, fordi de fleste af de kendte hvide dværge er meget ældre, og fordi forskerne ikke har en direkte måde at måle variationerne af radius i disse stjerner.

At studere en gådefuld røntgenkilde i et binært system af en sjælden type, forskerne kunne have fundet det første observationsbevis for en kontraherende hvid dværg. Det binære system HD49798/RX J0648.0-4418 er i en afstand på 2000 lysår, i hvalpe-stjernebilledet, og er blevet grundigt undersøgt med optiske, UV, og røntgenteleskoper. Den indeholder en massiv hvid dværg, som spinder med en periode på kun 13 sek. den hurtigste kendt for en hvid dværg, og udsender røntgenstråler på grund af ophobning af stof fanget fra stjernevinden fra dens ledsagerstjerne.

Sandro Mereghetti (medforfatter til det nye papir) opdagede for nylig, at rotationshastigheden for denne hvide dværg er steget støt i løbet af de seneste 20 år. Dens spin-periode på 13 sekunder falder med 7 nanosekunder hvert år. Dette kan virke som en meget lille ændring, men det er faktisk en meget stor effekt for en krop, der vejer mere end vores sol, men med en radius så lille som omkring 5000 km (mindre end Jorden). Ja, en så stor spin-up-hastighed kunne ikke let forklares med standardmidler som f.eks. det opfangede vinkelmomentum af det tilstødende stof.

Løsningen på dette puslespil er nu blevet præsenteret af forfatterne til denne nye undersøgelse. De viser, at den høje spin-up rate let kan forklares, hvis den hvide dværg trækker sig sammen, præcis som i tilfældet med en spinning skater, der bringer i hendes arme til at rotere hurtigere. De evolutionære beregninger præsenteret i papiret viser, at den hvide dværg kun har en alder på omkring 2 millioner år. Sammentrækningshastigheden på omkring en centimeter pr. år, der forventes for denne alder, er nøjagtig den korrekte mængde til at forklare den målte spin-up rate, viser, at dette er det første eksempel på kontraherende hvid dværg, der nogensinde er identificeret.

"I årtier, det har været teoretisk klart, at de unge hvide dværge trækker sig sammen. Endnu, netop den fase af sammentrækning er aldrig blevet observeret i realtid. Vi bør takke det unikke ved det binære system, der undersøges. Den hvide dværg blev bogstaveligt talt oplyst på grund af tilvæksten af ​​stof fra nabostjernen. Men det blev fremhævet så pænt, at det ophobende stof ikke påvirkede dets rotation - et yderst sjældent fænomen. I andre lignende systemer, tilvækst er meget mere kraftfuldt - det bestemmer, hvordan den hvide dværg roterer, hvilket gør det umuligt at bemærke skønheden ved sammentrækning, " forklarede Popov.