Uno podría pensar que el telescopio espacial Hubble no nos enseñaría muchas cosas nuevas sobre el universo a la edad de 35 años. Pero lo contrario es el caso, ya que todavía nos muestran y nuevamente. Un descubrimiento espectacular se informa en un estudio publicado en la revista especializada «Astronomía de la naturaleza» por un grupo de investigación sobre Snehalata Shu de la Universidad de Warwick: según esto, la fusión de dos estrellas condujo a la creación de un enano blanco.
Cuando las estrellas mueren
Hay más de una forma de crear un enano blanco. En general, estos objetos compactos se forman al final de la vida de las estrellas similares al sol cuando unen casi por completo su suministro de hidrógeno en el helio. Debido a la falta de suministro de energía de la fusión central, la presión de radiación interna es demasiado débil para compensar la presión gravitacional desde el exterior. La gravedad ahora tiene la ventaja y la estrella comienza a colapsar mientras sus capas externas se calientan y se expanden. La estrella sopla en un gigante rojo llamado y arroja sus cubiertas externas en forma de niebla planetaria.
Lo que queda atrás es un cadáver estelar que se ha reducido al tamaño de la tierra, pero aún tiene una gran parte de la masa original de estrellas. En otras palabras, los enanos blancos son increíblemente compactos, con una densidad promedio de aproximadamente una tonelada para el centímetro de cubos. Otro extremo es típico: la temperatura de la superficie puede ser de hasta 30,000 kelvin (aproximadamente seis veces la temperatura de la superficie del sol), que también es la razón de su brillo en el área ultravioleta del espectro electromagnético. Sin embargo, los enanos blancos se enfrían con el tiempo, ya que no se produce fusión nuclear en el interior. El objeto hipotético que se presenta después de un enfriamiento por completo también se conoce como enano negro. Para ver tal enano, puede pasar toda una edad del universo debido al enfriamiento lento, o incluso más.
Un descubrimiento extraño
De hecho, estos cadáveres de Stars son solo los núcleos una vez brillantes. Estos también incluyen WD 0525+526, que se describe en este estudio. Detrás del engorroso nombre hay un enano blanco, que se encuentra unos 130 años ligeros, que tiene aproximadamente un 20 por ciento más de masa de nuestro sol, que es inusualmente difícil para este objeto. Por supuesto, esto plantea la pregunta: ¿cómo llegó este enano a 1.2 masas solares? Al principio es obvio que la estrella del predecesor era simplemente difícil, pero esto contradice su composición observada.
Aquí es exactamente donde las nuevas observaciones son relevantes con Hubbles en el ultravioleta. Con los datos del espectrogrado original de cósmicas, pequeñas cantidades de carbono en la atmósfera de WD 0525+52, que son invisibles en la parte visual del espectro (ver «espectro UV del enano blanco»). Pero, ¿cómo llega el carbono en la superficie de Stormar y por qué esto realmente significa que el enano blanco es el resultado de una fusión?
Spectrum enano blanco UV | Mientras que el espectro WD 0525+526 registrado con Hubble se muestra aquí en gris, la curva roja muestra el mejor cálculo del modelo. El flujo de radiación espectral es proporcional a una intensidad. Puede ver claramente las fuertes líneas de absorción de carbono atómico (líneas azules) a aproximadamente 1335 Ångström (imagen grande) o 1176 Ångström (arriba a la izquierda). Se aplica lo siguiente: 1 Ångström = 10 nanómetros = 10-10 Encimera). Estas líneas permiten sacar conclusiones sobre la composición de la atmósfera del enano blanco. El tamaño GRAMO Describe la aceleración de la gravedad en la superficie de la estrella Nana, que puede medirse por el ancho de la línea. ¡Es un millón de veces más fuerte como en la tierra!
De dos se convierte en uno
De hecho, estas dos preguntas están estrechamente relacionadas, porque imaginamos el núcleo extremadamente denso de un enano blanco normal, por lo que está cubierto por capas de hidrógeno y helio. Estas capas evitan que el material central llegue a la superficie. Sin embargo, ahora hay dos estrellas juntas, a veces conduce a reacciones de fusión nuclear del material del manto, lo que significa que el carbono y otros elementos pueden escapar del núcleo. A través de los cálculos del modelo, el equipo descubrió que la capa de gas es aproximadamente 100,000 veces más sutil que otros enanos blancos, lo que hace que el carbono sea comprensible en la superficie. Debido a las propiedades espectroscópicas de WD 0525+52, también se supone que las dos estrellas predecesor fusionadas fueron enanas blancas.
También fueron posibles intentos explicativos alternativos. Por ejemplo, se consideró que todo el carbono podría provenir del material interestelar circundante o tal vez también por un sistema planetario destruido. En este caso, sin embargo, puede ver otros elementos pesados en el espectro, en particular el silicio. WD 0525+52 todavía se ha examinado para detectar posibles restos en el infrarrojo, aunque también se puede encontrar algo. Debido a las pruebas faltantes de otros escenarios, la fusión sigue siendo la explicación más plausible.
El descubrimiento del carbono en la superficie de los enanos blancos que surgieron de una fusión no es nuevo. Qué es especial para WD 0525+52: La cantidad de carbono es sorprendentemente baja. Para ser más precisos, en la superficie hay alrededor de 100,000 menos que el carbono que con otros techos de fusión. El siguiente ingrediente en el rompecabezas alrededor de este cuerpo estelar es su temperatura, que es aproximadamente cuatro veces mayor que la temperatura de la superficie de nuestro sol. A partir de estos dos hechos, el equipo concluye que la colisión debe haber sido muy violenta y que no fue hace mucho tiempo. Para apoyar el escenario de una fusión estelar, WD 0525+52 también se examinó con el telescopio espacial Gaia de la Autoridad Espacial Europea de la ESA. El movimiento del enano blanco podría reconstruirse en tres dimensiones de la sala mediante estos datos. Su velocidad en la habitación es inusualmente alta y su edad es bastante baja, lo que podría soportar aún más la imagen de una fusión.
Otro problema se deriva de la cuestión de cómo el carbono puede penetrar la superficie a una temperatura tan alta. Por lo general, el proceso de convección sería responsable de transportar carbono a la superficie, pero no a temperaturas tan altas. Por lo tanto, el transporte se explica con un mecanismo diferente, el «semi -manfrontatura», que, según el equipo de investigación, podría observarse por primera vez en un enano blanco. Con esta forma de mezcla, hay un transporte ineficiente y lento de elementos como el carbono en la superficie.
Un futuro frío
Entonces, veamos cuán importantes pueden ser las observaciones en el ultravioleta, porque nos permiten descubrir las estrellas unidas pronto y comprender mejor sus peculiaridades. Con el enfriamiento, la convección en las capas externas de WD 0525+52 es cada vez más eficiente, que ha diluido la capa de gas del hidrógeno y cada vez más carbono puede alcanzar la superficie. Y mientras que la estrella como cada enano blanco se enfría lentamente pero constantemente, su luz caducará en cierto punto y permanece solo como una sombra de una explosión.
