Forskere opdager pulserende rester af en stjerne i et formørkende dobbeltstjernesystem

Forskere fra University of Sheffield har opdaget en pulserende gammel stjerne i et dobbeltstjernesystem, som vil give dem adgang til vigtig information om historien om, hvordan stjerner som vores sol udvikler sig og til sidst dør.

Opdagelsen af ​​den første pulserende hvide dværgstjerne nogensinde i en formørkende binær af fysikere ved Sheffield betyder, at holdet kan se, hvordan binær evolution har påvirket den indre struktur af en hvid dværg i detaljer for første gang.

En formørkende binær, eller dobbeltstjernesystem, består af to stjerner, der kredser om hinanden og med jævne mellemrum passerer foran hinanden set fra Jorden.

Hvide dværgstjerner er de udbrændte kerner, der efterlades, når en stjerne som Solen dør. Denne særlige hvide dværg kunne give nøgleindsigt i strukturen, evolution og død af disse stjerner for første gang.

De fleste hvide dværge menes primært at være lavet af kulstof og ilt, men denne særlige hvide dværg er for det meste lavet af helium. Holdet tror, ​​at dette er et resultat af, at dets binære ledsager afbrød udviklingen tidligt, før det fik en chance for at smelte helium sammen til kulstof og ilt.

Pulsationerne fra denne stjerne blev opdaget ved hjælp af HiPERCAM, et revolutionerende højhastighedskamera udviklet af et team ledet af professor Vik Dhillon fra University of Sheffields Institut for Fysik og Astronomi.

HiPERCAM kan tage et billede hvert millisekund samtidigt i fem forskellige farver og er monteret på 10,4 m Gran Telescopio Canarias (GTC), verdens største optiske teleskop på La Palma. Dette gjorde det muligt for forskerne at opdage de hurtige og subtile pulseringer fra denne særlige hvide dværg.

Pulsationerne af den hvide dværgstjerne og det formørkende binære system gjorde det muligt for holdet at undersøge strukturen af ​​det ved hjælp af to teknikker, asteroseismologi og formørkelsesstudier. Asteroseismologi involverer måling af, hvor hurtigt lydbølger bevæger sig gennem den hvide dværg.

Dr. Steven Parsons, fra University of Sheffield's Department of Physics and Astronomy, som ledede undersøgelsen sagde:"Det er ikke ligetil at bestemme, hvad en hvid dværg er lavet af, fordi disse objekter har omkring halvdelen af ​​Solens masse, pakket ind i noget på størrelse med Jorden. Det betyder, at tyngdekraften er ekstremt stærk på en hvid dværg, omkring en million gange større end her på Jorden, så på overfladen af ​​en hvid dværg ville en gennemsnitlig person veje omkring 60, 000, 000 kg. Tyngdekraften får alle de tunge elementer i den hvide dværg til at synke til midten, efterlader kun de letteste elementer på overfladen, så den sande sammensætning forbliver skjult nedenunder.

"Denne pulserende hvide dværg, vi opdagede, er ekstremt vigtig, da vi kan bruge den binære bevægelse og formørkelsen til uafhængigt at måle massen og radius af denne hvide dværg, som hjælper os med at bestemme, hvad det er lavet af. Endnu mere interessant, de to stjerner i dette binære system har interageret med hinanden i fortiden, overføre materiale frem og tilbage mellem dem. Vi kan se, hvordan denne binære evolution har påvirket den hvide dværgs indre struktur, noget, som vi ikke har været i stand til før for denne slags binære systemer."

Det næste trin i forskningen er at fortsætte med at observere den hvide dværg for at optage så mange pulsationer som muligt ved hjælp af HiPERCAM og Hubble-rumteleskopet.

Undersøgelsen er publiceret i Natur astronomi .