Billedkredit: SDSS
Forskere ved University of Washington har udviklet en ny metode til undersøgelse af usædvanlige astronomiske sammenkoblinger: præ-kataklysmiske variabler - en hvid dværg og en rød dværg, der tæt kredser om hinanden. Før denne nye metode var kun 100 af disse objekter blevet opdaget, men denne nye metode har vist yderligere 400 i data fra Sloan Digital Sky Survey. Når de to stjerner kommer tæt nok, strømmer materiale fra den røde dværg ned på den hvide dværg og afsættes på overfladen. Dette opvarmer den hvide dværg og kan få den til at eksplodere som en supernova.
Indtil for nylig havde astrofysikere, der studerede eksotiske stjernesystemer, der parrede en hvid dværg og en rød dværg i meget tæt nærhed, ikke meget at gå på.
For bare fem år siden vidste videnskabsmænd om færre end 100 sådanne systemer, kaldet præ-kataklysmiske variabler. Men i dag sagde et team af University of Washington-astronomer, at antallet med data fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS) nu er vokset til næsten 500.
Det er vigtigt, fordi forskere nu er i stand til at studere hvide dværge og røde dværgstjerner i forskellige faser af deres livscyklus, hvilket giver forskerne muligheden for at sammenligne dem og udvikle en forståelse af, hvordan systemerne udvikler sig og ændrer sig i løbet af milliarder af år, muligvis bliver supernovas.
”Vi har aldrig haft mulighed for at studere en række af disse systemer i detaljer før nu,” sagde Nicole Silvestri, en astronomiforsker fra University of Washington. Ved hjælp af denne store prøve fra SDSS mener Silvestri og hendes kolleger, at de kan begynde at besvare nogle af de mangeårige spørgsmål i astronomi om prækataklysmiske variabler og deres eventuelle slutprodukter, kataklysmiske variabelsystemer.
Silvestri er hovedforfatter af en plakatpræsentation om de fund, der blev præsenteret i dag (6. januar 2004) på American Astronomical Society's årlige møde i Atlanta. Medforfattere af projektet er Suzanne Hawley og Paula Szkody fra University of Washingtons astronomiafdeling. National Science Foundation støttede forskningen.
Pre-kataklysmiske variabelsystemer parrer en rød dværgstjerne omkring en tiendedel af vores solstørrelse og en tæt rest af en stjerne, kaldet en hvid dværg, i tæt bane omkring hinanden. Når de to stjerner er tæt nok og kredser om hinanden på mindre end fire timer, er tyngdekraften af den tættere hvide dværg i stand til at trække materiale ud af den mindre tætte røde dværg. Materiale fra den røde dværg danner en disk omkring den hvide dværg, der til sidst ophobes på overfladen af den hvide dværg. (Variabilitet refererer til den skiftende mængde lys, der kommer fra stjernerne, når de kredser om hinanden).
Når den hvide dværg får masse, forekommer mange små eksplosioner, kaldet kataklysmiske begivenheder, på overfladen af den hvide dværg. Hvis tyngdekraften med den hvide dværg kommer til et kritisk punkt, kan den kollapse katastrofalt. Dette opvarmer den hvide dværg enormt og kan få den til at eksplodere som en supernova.
Pre-kataklysmiske variabler fundet indtil videre i SDSS-data har orbitalperioder på mellem fire og 12 timer og er ikke tæt nok til at have begyndt at overføre materiale mellem stjernerne.
Silvestri sagde, at udviklingen af en præ-kataklysmisk variabel til en kataklysmisk variabel tager milliarder af år, og at studere bare et system, da det udvikler sig, ville være umuligt. Men med næsten 500 præ-kataklysmiske variabler at studere, "Et datasæt i denne størrelse vil give os mulighed for at tage øjebliksbilleder i tid for udviklingen af systemet," sagde hun. "Dette vil give forskerne mulighed for at undersøge, hvordan egenskaberne ved hver stjerne ændrer sig, når parret nærmer sig hinanden, noget, der indtil nu aldrig er blevet undersøgt."
Silvestri og hendes kolleger taber stadig for at forklare en ulighed i forskningen. Tusinder af isolerede hvide dværge er observeret, og hundreder af dem har vist sig at være magnetiske. Og mange hvide dværge i kataklysmiske variabler er magnetiske. Men ikke en af de hvide dværge, der observeres i de prækataklysmiske variable systemer, er magnetisk.
"Dette gør oprindelsen af magnetiske kataklysmiske variabler (kendt som polarer), som indeholder magnetiske hvide dværge, meget mystiske," tilføjede SDSS-forsker Suzanne Hawley fra University of Washington.
”Det er et spørgsmål, vi stadig prøver på at finde et svar på,” sagde Silvestri. "Hvordan får du en magnetisk hvid dværg i en kataklysmisk variabel, hvis den ikke stammer fra et af disse par, der udvikler sig mod at blive en kataklysmisk variabel?" University of Washington-teamet, James Liebert fra University of Arizona og andre forbereder et papir om denne konstatering til Astronomical Journal.
Original kilde: SDSS News Release
