Beyaz cüceler hala kararlı termonükleer aktiviteye maruz kalabilir

Beyaz cücelerin evrimini destekleyen fiziği araştırmak için gökbilimciler, iki büyük yıldız kümesindeki soğuk beyaz cüceleri karşılaştırdılar: küresel kümeler M3 ve M13. Bu iki grup, yaş ve mineralizasyon gibi birçok fiziksel özelliği paylaşıyor, ancak sonunda beyaz cücelere yol açacak yıldız grupları farklı. Bu, birlikte M3 ve M13’ü farklı beyaz cüce gruplarının ne kadar soğuk olduğunu test etmek için ideal bir doğal laboratuvar yapar. Kredi: ESA/Hubble & NASA, G. Piotto ve diğerleri.

Ölen yıldızlar onları daha genç gösterebilir mi? Yeni rehber NASA/Bu harika Hubble uzay teleskobu Beyaz cücelerin hayatlarının sonraki evrelerinde hidrojen yakmaya devam ederek onları gerçekte olduklarından daha genç gösterebileceklerine dikkat çekiyor. Bu keşfin, gökbilimcilerin yıldız kümelerinin yaşlarını nasıl ölçtüğü konusunda sonuçları olabilir.

NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu’ndan yapılan gözlemler, beyaz cücelerin hareketsiz, yavaş soğuyan yıldızlar olduğuna dair hakim görüşe meydan okudu. Uluslararası bir gökbilimciler grubu, beyaz cücelerin yüzeylerinde hidrojen yakarak yaşlanma hızını yavaşlatabileceğine dair ilk kanıtı keşfetti.

Alma Mater Studiorum Universita di Bologna’dan Jianxing Chen ve araştırmayı yöneten İtalyan Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden Jianxing Chen, “Beyaz cücelerin hala kararlı termonükleer aktiviteye girebildiğine dair ilk gözlemsel kanıtı bulduk” dedi. “Bu büyük bir sürprizdi, çünkü yaygın olana aykırı.”

Beyaz cüceler, yaşamlarının son evrelerinde dış katmanlarını döken, yavaş yavaş soğuyan yıldızlardır. Evrende yaygın olan şeylerdir. Evrendeki tüm yıldızların kabaca %98’i, güneşimiz de dahil olmak üzere sonunda beyaz cüceler olacak.^[1] Bu soğuma aşamalarını incelemek, gökbilimcilerin yalnızca beyaz cüceleri değil, aynı zamanda erken aşamalarını da anlamalarına yardımcı olur.

Temel fiziği araştırmak için Beyaz cüce Evrim, gökbilimciler iki büyük yıldız kümesindeki soğuk beyaz cüceleri karşılaştırdılar: küresel kümeler M3 ve M13.^[2] Bu iki grup, yaş ve mineralizasyon gibi birçok fiziksel özelliği paylaşır.^[3] Ancak sonunda farklı beyaz cücelere yol açacak olan yıldız takımyıldızları. Özellikle, yatay dal olarak bilinen evrim aşamasındaki yıldızların genel rengi, M13’te daha mavidir ve bu, bir grup daha sıcak yıldızın varlığını gösterir. Bu, birlikte M3 ve M13’ü farklı beyaz cüce gruplarının ne kadar soğuk olduğunu test etmek için ideal bir doğal laboratuvar yapar.

Bu resim, M13’ün büyük ölçekli bir görünümünü göstermektedir. Image Credit: ESA/Hubble, Sayısallaştırılmış Gökyüzü Araştırması 2. Teşekkür: D. De Martin

Chen, “Hubble gözlemlerimizin olağanüstü kalitesi, bize iki küresel grubun yıldız kümelerinin eksiksiz bir görünümünü verdi,” diye devam etti. “Bu, yıldızların M3 ve M13’te nasıl geliştiğini karşılaştırmamıza izin verdi.”

Ekip, Hubble’ın Geniş Alan Kamerası 3’ü kullanarak, M3 ve M13’ü ultraviyole yakınındaki dalga boylarında gözlemleyerek, iki gruptaki 700’den fazla beyaz cüceyi karşılaştırmalarına izin verdi. M3’ün yıldız çekirdeklerini basitçe soğutan standart beyaz cüceler içerdiğini buldular. Öte yandan, M13’ün iki beyaz cüce takımı vardır: standart beyaz cüceler ve hidrojenin bir dış kabuğuna yapışmayı başararak daha uzun süre yanmalarını ve böylece daha yavaş soğumalarını sağlayanlar.

Araştırmacılar, sonuçlarını M13’teki yıldız evriminin bilgisayar simülasyonları ile karşılaştırarak, M13’ün beyaz cücelerinin yaklaşık %70’inin yüzeylerinde hidrojen yaktığını ve soğuma hızını yavaşlattığını gösterebildiler.

Bu fotoğraf M3’ün geniş bir görünümünü göstermektedir. Image Credit: ESA/Hubble, Sayısallaştırılmış Gökyüzü Araştırması 2. Teşekkür: D. De Martin

Bu keşif, gökbilimcilerin dünya yıldızlarının yaşlarını nasıl ölçtüğü konusunda sonuçlar doğurabilir. Samanyolu. Beyaz cücelerin evrimi önceden tahmin edilebilir bir soğuma süreci olarak modellenmişti. Yaş ve sıcaklık arasındaki bu nispeten doğrudan ilişki, gökbilimcilerin beyaz cücenin soğuma hızını, yıldız kümelerinin, özellikle küresel ve açık kümelerin yaşlarını belirlemek için doğal bir saat olarak kullanmalarına yol açmıştır. Bununla birlikte, beyaz cüceler için hidrojen yakmak, bu yaş tahminlerinin bir milyar yıl kadar hatalı olmasına neden olabilir.

Çalışmayı koordine eden Alma Mater Studiorum Universita di Bologna ve İtalyan Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden Francesco Ferraro, “Yıldızların yaşlanma şekline yeni bir bakış açısıyla baktığımızda, keşfimiz beyaz cücelerin tanımına meydan okuyor” diye ekledi. “Şu anda, yıldızların yavaş yaşlanmalarına izin veren ince hidrojen zarfını korumaya iten koşulları sınırlamak için M13’e benzer diğer kümeleri inceliyoruz.”

Notlar

1. Güneş, 10 milyar yıllık ömrü boyunca sadece 4.6 milyar yaşındadır. Güneş çekirdeğindeki hidrojeni tükettiğinde, Güneş şişerek kırmızı bir deve dönüşecek, iç gezegenleri yutacak ve Dünya’nın yüzeyini kavuracak. Daha sonra dış katmanlarını dökecek ve güneşe maruz kalan çekirdeği yavaşça soğuk bir beyaz cüce olarak bırakacaktır. Bu yıldız közü inanılmaz derecede yoğun olacak ve Güneş’in kütlesinin önemli bir bölümünü kabaca Dünya büyüklüğünde bir küre içinde toplayacaktır.
2. M3 yaklaşık yarım milyon yıldız içerir ve Canes Venatici takımyıldızında bulunur. M13 – bazen Büyük Küresel Herkül Kümesi olarak bilinir – biraz daha az yıldız içerir, sadece birkaç yüz bin. Beyaz cüceler genellikle küresel kümelerin yaşlarını tahmin etmek için kullanılır ve bu nedenle Hubble’ın zamanının önemli bir kısmı, antik, yoğun nüfuslu küresel kümelerdeki beyaz cüceleri keşfetmeye ayrılmıştır. Hubble, 2006 yılında ilk kez küresel yıldız kümelerinde beyaz cücelerin varlığını doğrudan gözlemledi.
3. Gökbilimciler, hidrojen ve helyum dışındaki elementlerden oluşan bir yıldızın oranını tanımlamak için “metalik” kelimesini kullanırlar. Evrendeki maddenin büyük çoğunluğu ya hidrojen ya da helyumdur – örneğin Güneş’i ele alalım, kütlesinin %74.9’u hidrojen, %23,8’i helyum ve kalan %1.3’ü gökbilimcilerin bahsettiği diğer tüm elementlerin bir karışımıdır. “metaller” olarak.

daha fazla bilgi

Hubble Uzay Teleskobu, Avrupa Uzay Ajansı ile NASA arasındaki uluslararası bir işbirliği projesidir.

Bu çalışmadaki uluslararası gökbilimciler ekibi, Jiancheng Chen (Alma Mater Studiorum Universita di Bologna ve Bologna’daki Astrofizik ve Uzay Gözlemevi), Francesco R Ferraro (Alma Mater Studiorum Universita di Bologna ve Bologna’daki Astrofizik ve Astronomi Gözlemevi), Mario Cadialano ( Observatory Astrophysics and Space Sciences Bologna), Maurizio Salaris (Liverpool John Moores University), Barbara Lanzoni (Alma Mater Studiorum Universita di Bologna ve Observatory for Astrophysics and Space Sciences Bologna), Christina Palanca (Alma Mater Studiorum Universita di Bologna) ve Leandro G. Althaus (Universidad Nacional de La Plata ve CCT – CONICET Centro Cientifico Tecnologico La Plata) ve Emanuele Dalessandro (Bologna’daki Astrofizik ve Uzay Bilimleri Gözlemevi).