Astronomer ser hvid dværg tænde og slukke for første gang

Astronomer har brugt en planetjagtsatellit til at se en hvid dværg pludselig tænde og slukke for første gang.

Forskerne ledet af Durham University, Storbritannien, brugte NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) til at observere det unikke fænomen.

Hvide dværge er, hvad de fleste stjerner bliver til, efter at de har brændt den brint af, der driver dem. De er omtrent på størrelse med Jorden, men har en masse tættere på Solens.

Den hvide dværg observeret af holdet er kendt for at vokse, eller fodring, fra en kredsende ledsagerstjerne.

Med de nye observationer så astronomerne det miste lysstyrken på 30 minutter, en proces, der kun tidligere er set at forekomme hos optagne hvide dværge over en periode på flere dage til måneder.

Lysstyrken af ​​en tiltagende hvid dværg påvirkes af mængden af ​​omgivende materiale, den lever af, så forskerne siger, at noget forstyrrer dens fødeforsyning.

De håber, at opdagelsen vil hjælpe dem med at lære mere om fysikken bag tilvækst - hvor objekter som sorte huller, hvide dværge og neutronstjerner lever af omgivende materiale fra nabostjerner.

Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Natur astronomi .

Holdet observerede fænomenet i det hvide dværg binære system, TW Pictoris, som findes omkring 1, 400 lysår fra Jorden.

TW Pictoris består af en hvid dværg, der føder fra en omgivende tilvækstskive, der er drevet af brint og helium fra sin mindre ledsagerstjerne. Efterhånden som den hvide dværg spiser - eller vokser - bliver den lysere.

Ved at bruge de præcise observationsdetaljer, der tilbydes af TESS - normalt brugt til at lede efter planeter uden for vores solsystem - så det Durham-ledede hold pludselige fald og stigninger i lysstyrke, som aldrig før er set i en voksende hvid dværg på så korte tidsskalaer.

Fordi strømmen af ​​materiale til den hvide dværgs tilvækstskive fra dens ledsagende stjerne er relativt konstant, burde den ikke drastisk påvirke dens lysstyrke på så korte tidsskalaer.

I stedet, forskerne mener, at det, de er vidne til, kunne være rekonfigurationer af den hvide dværgs overflademagnetiske felt.

Under "on"-tilstand, når lysstyrken er høj, den hvide dværg lever af tilvækstskiven, som den normalt ville. Pludselig og brat slukker systemet, og dets lysstyrke falder.

Forskerne siger, at når dette sker, drejer magnetfeltet så hurtigt, at en centrifugalbarriere forhindrer, at brændstoffet fra tilvækstskiven hele tiden falder på den hvide dværg.

I denne fase reguleres mængden af ​​brændstof, som den hvide dværg er i stand til at fodre på, gennem en proces kaldet magnetisk gating.

I dette tilfælde, det roterende magnetfelt i den hvide dværg regulerer brændstoffet, der passerer gennem en "port" på tilvækstskiven, fører til semi-regelmæssige små stigninger i lysstyrken set af astronomerne.

Efter nogen tid, systemet tænder sporadisk igen, og lysstyrken stiger tilbage til dets oprindelige niveau.

Hovedforfatter Dr. Simone Scaringi, i Center for Ekstragalaktisk Astronomi, ved Durham University, Storbritannien, sagde:"Lysstyrkevariationerne, der ses hos tiltagende hvide dværge, er generelt relativt langsomme, sker på tidsskalaer fra dage til måneder.

"At se lysstyrken af ​​TW Pictoris styrtdykke på 30 minutter er i sig selv ekstraordinært, da det aldrig er blevet set hos andre fremvoksende hvide dværge og er helt uventet ud fra vores forståelse af, hvordan disse systemer formodes at strømme gennem tilvækstskiven. Det ser ud til at være at tænde og slukke.

"Dette er virkelig et hidtil ukendt fænomen, og fordi vi kan sammenligne med lignende adfærd i de meget mindre neutronstjerner, kan det være et vigtigt skridt i at hjælpe os til bedre at forstå processen med, hvordan andre tiltagende objekter lever af materialet, der omgiver dem og magnetfelternes vigtige rolle i denne proces."

Da hvide dværge er mere almindelige i universet end neutronstjerner, astronomerne håber at kunne lede efter andre eksempler på denne adfærd i fremtidige forskningsprojekter for at lære mere om tilvækst.

Forskerholdet omfattede også det italienske nationale institut for astrofysik, det sydafrikanske astronomiske observatorium, University of Cape Town og University of the Free State, både Sydafrika, Radboud Universitet, Holland, University of Southampton, Storbritannien, og University of Notre Dame, OS.