Udforsker dannelsen af ​​ultramassive carbon-oxygen hvide dværge

Hvide dværgstjerner (WD'er) er de mest talrige medlemmer af stjernekirkegården. Det er almindeligt accepteret, at mere end 97% af stjernerne i universet vil udvikle sig til WD'er. Disse talrige objekter betragtes som et stærkt værktøj til at forstå dannelsen og udviklingen af ​​stjerner, historien om vores galakse og stjernepopulationer.

I en undersøgelse offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , en forskningsgruppe ledet af adjunkt Wu Chengyuan fra Yunnan Observatories fra det kinesiske videnskabsakademi undersøgte dannelsen af ​​ultramassive kulstof-ilt-hvide dværge (UMCOWD'er).

Ifølge stjerneudviklingsmodeller er WD'er med masser lavere end omkring 0,45 M⊙ helium (He) WD'er, og dem med masser mellem 0,45 og 1,05 M⊙ er carbon-ilt (CO) WD'er. WD'er med masser større end 1,05 M⊙ kan rumme oxygen-neon (ONe) kerner og kaldes normalt ultramassive WD'er (UMWD'er).

"UMWD'erne spiller en nøglerolle i vores forståelse af type Ia supernovaeksplosioner, forekomsten af ​​fysiske processer i den asymptotiske gigantiske grenfase, eksistensen af ​​højfelts magnetiske WD'er og forekomsten af ​​dobbelte WD-fusioner," sagde Wu.

For nylig har Gaia-data afsløret en forbedring af UMWD'er på Hertzsprung-Russell-diagrammet, hvilket indikerer, at en ekstra afkølingsforsinkelsesmekanisme såsom krystallisation og elementær sedimentation kan eksistere i UMWD'er. Yderligere undersøgelser har antydet, at nogle UMWD'er burde have oplevet ret lange afkølingsforsinkelser, hvilket antyder, at de er CO WD'er. Imidlertid er dannelsesmekanismen for disse UMCOWD'er stadig uklar.

I denne undersøgelse undersøgte forskerne, om fusioner af massive CO WD'er med He WD'er kan udvikle sig til UMCOWD'er. Resultaterne af dynamiske 3D-simuleringer på de dobbelte WD-fusioner viser, at den dobbelte WD-fusion er en meget hurtig proces, som kan danne en varm korona på den primære WD. "For at konstruere de indledende strukturer af fusionsresterne, brugte vi en hurtig tilvækstmetode til at simulere fusionsprocessen i 1D-modeller og opnåede de resterende strukturer svarende til dem i 3D-modeller," sagde Wu.

Efter at have konstrueret strukturerne af fusionsresterne fandt forskerne ud af, at udviklingen efter fusionen af ​​resterne ligner R Coronae Borealis (R CrB) stjerner. Heliumforbrændingen af ​​He-skallen fører til massevækst af CO-kernen. Den endelige CO WD-masse er påvirket af vindmassetabshastigheden under udviklingen efter fusionen og kan ikke overstige ca. 1,2 M⊙. Rester med kernemasser større end 1,2 M⊙ vil opleve kulstofantændelse på overfladen, som endelig kan ende deres liv som ONe WD'er.

De nuværende resultater antyder, at i det mindste nogle UMWD'er, der oplever ekstra lange afkølingsforsinkelser, kan stamme fra sammensmeltningen af ​​CO WD'er og He WD'er. + Udforsk yderligere

Astronomer opdager en ny type stjerne dækket af heliumbrændende aske