Bildekreditt: SDSS
Forskere ved University of Washington har utviklet en ny metode for å studere uvanlige astronomiske sammenkoblinger: pre-kataklysmiske variabler - en hvit dverg og rød dverg som kretser tett rundt hverandre. Før denne nye metoden, var bare 100 av disse objektene blitt oppdaget, men denne nye metoden har skapt ytterligere 400 i data fra Sloan Digital Sky Survey. Når de to stjernene kommer nær nok, strømmer materiale fra den røde dvergen over på den hvite dvergen og avsettes på overflaten. Dette varmer opp den hvite dvergen og kan føre til at den eksploderer som en supernova.
Inntil nylig hadde ikke astrofysikere som studerer eksotiske stjernesystemer sammen med en hvit dverg og en rød dverg i nærheten, mye å gå på.
For bare fem år siden visste forskere om færre enn 100 slike systemer, kalt pre-kataklysmiske variabler. Men i dag sa et team av astronomer fra University of Washington at med data fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS) har antallet nå vokst til nesten 500.
Det er viktig fordi forskere nå er i stand til å studere hvite dverg- og røde dvergstjerner i forskjellige stadier av livssyklusene sine, noe som gir forskere muligheten til å sammenligne dem og utvikle en forståelse av hvordan systemene utvikler seg og endres i løpet av milliarder av år, muligens bli supernovas.
"Vi har aldri hatt muligheten til å studere en rekke av disse systemene i detalj før nå," sa Nicole Silvestri, en astronomiforsker fra University of Washington. Ved å bruke denne store prøven fra SDSS, tror Silvestri og hennes kolleger at de kan begynne å svare på noen av de langvarige spørsmålene i astronomi om pre-kataklysmiske variabler og deres eventuelle sluttprodukter, kataklysmiske variabelsystemer.
Silvestri er hovedforfatter av en plakatpresentasjon om funnene som ble presentert i dag (6. januar 2004) på American Astronomical Society sitt årsmøte i Atlanta. Medforfattere av prosjektet er Suzanne Hawley og Paula Szkody ved University of Washingtons astronomiavdeling. National Science Foundation støttet forskningen.
Pre-kataklysmiske variable systemer kobler en rød dvergstjerne omtrent en tidel på størrelsen på solen vår og en tett rest av en stjerne, kalt en hvit dverg, i nær bane rundt hverandre. Når de to stjernene er nær nok og kretser om hverandre på mindre enn fire timer, er tyngdekraften til den tettere hvite dvergen i stand til å trekke materiale ut av den mindre tette røde dvergen. Materiale fra den røde dvergen danner en skive rundt den hvite dvergen som til slutt samler seg på overflaten av den hvite dvergen. (Variabilitet refererer til den endrede mengden lys som kommer fra stjernene når de går i bane rundt hverandre).
Når den hvite dvergen får masse, oppstår mange små eksplosjoner, kalt kataklysmiske hendelser, på overflaten av den hvite dvergen. Hvis tyngdekraften med den hvite dvergen kommer til et kritisk punkt, kan den bryte sammen katastrofalt. Dette varmer opp den hvite dvergen enormt og kan føre til at den eksploderer som en supernova.
Pre-kataklysmiske variabler som hittil er funnet i SDSS-data har orbitalperioder på mellom fire og 12 timer og er ikke nær nok til å begynne å overføre materiale mellom stjernene.
Silvestri sa at utviklingen av en pre-kataklysmisk variabel til en kataklysmisk variabel tar milliarder av år og å studere bare ett system da det utvikler seg ville være umulig. Men med nesten 500 pre-kataklysmiske variabler å studere, "Et datasett av denne størrelsen vil tillate oss å ta øyeblikksbilder i tid for utviklingen av systemet," sa hun. "Dette vil tillate forskerne å undersøke hvordan egenskapene til hver stjerne endres når paret nærmer seg hverandre, noe som til nå aldri har blitt undersøkt."
Silvestri og hennes kolleger er fortsatt med tap for å forklare en underlighet i forskningen. Tusenvis av isolerte hvite dverger har blitt observert, og hundrevis av dem har blitt funnet å være magnetiske. Og mange hvite dverger i kataklysmiske variabler er magnetiske. Men ikke en av de hvite dvergene som er observert i de pre-kataklysmiske variable systemene er magnetiske.
"Dette gjør at opprinnelsen til magnetiske kataklysmiske variabler (kjent som polarer), som inneholder magnetiske hvite dverger, er ekstremt mystiske," la SDSS-forsker Suzanne Hawley ved University of Washington til.
"Det er et spørsmål vi fortsatt prøver å finne et svar på," sa Silvestri. "Hvordan får du en magnetisk hvit dverg i en kataklysmisk variabel hvis den ikke har sin opprinnelse i et av disse parene som utvikler seg mot å bli en kataklysmisk variabel?" University of Washington-teamet, James Liebert fra University of Arizona og andre forbereder et dokument om dette funnet for Astronomical Journal.
Originalkilde: SDSS News Release
