Ett förmörkande vitdvärgstjärnbinärt system

 

Ett internationellt team av astronomer har observerat en avlägsen vit dvärgstjärna kallad WDJ 022558.21−692025.38. Objektet är ett förmörkande  vitdvärgstjärna binärt system (två vita dvärgstjärnor). Fyndet redovisas i en artikel som publicerades den 31 juli 2023 på preprintservern arXiv.

Astronomer är intresserade av att hitta och studera dubbla vita dvärgar då deras sammanslagningar tros producera nya vita dvärgar med högre massa. Det antas att vissa vita dvärgar med hög massa kan uppkommit genom sammanslagning av två mindre vita dvärgstjärnor. Den galaktiska populationen av vita dubbelstjärnor beräknas till hundratals miljoner i Vintergatan har ett fåtal hittats.

Nu rapporterar en grupp astronomer under ledning av James Munday vid University of Warwick, Storbritannien, upptäckten av ett annat tillägg till den fortfarande relativt korta listan över kända stjärnor av detta slag. De undersökte WDJ 022558.21−692025.38 ursprungligen identifierad som en enda vit dvärg, men omklassificerades senare som ett binärt system (baserat på data från NASA: TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite,). För detta ändamål erhöll de tidsseriespektroskopi och höghastighets multibandfotometri från olika markbaserade observatorier.

"Vi har upptäckt att J0225−6920 är ett förmörkande binärt system med en omloppsperiod på 47,19 minuter, beskriver forskarna i tidningen.

Observationskampanjen fann att J0225−6920 är ett förmörkande dubbelstjärnesystem bestående av en vit dvärg med en massa på cirka 0,4 solmassor och en följeslagare sannolikt vit dvärg med en massa på cirka 0,28 solmassor. Radierna för dessa två vita dvärgstjärnor uppmättes till 0,029 respektive 0,024 solradier.

Den effektiva temperaturen hos den primära vita dvärgen i J0225−6920 beräknades till cirka 22000 C medan den sekundära komponenten uppskattas vara 10700 C kallare. Astronomerna antar att båda objekten i systemet består av en heliumkärna och att den primära vita dvärgen har en ren väteytasammansättning. Avståndet till systemet uppmättes till cirka 1 312 ljusår.

Baserat på de insamlade uppgifterna antar författarna till artikeln att J0225−6920 kommer att smälta samman till en enda vit dvärg inom 41 miljoner år. De tillade att binären sannolikt kommer att genomgå en het subdvärgfas under vilken helium bränns för att bilda en kol-syrekärna.

"Dess sönderfall i omloppsbana kommer att vara mätbart fotometriskt inom 10 år med en precision på bättre än 1 %. Binärens öde är att slås bilda en enda mer massiv vit dvärgstjärna, beskriver forskarna.

Bild https://www.istockphoto.com/

Jätte-Jupiter planeter kan vara ett anti-aging (föryngringsmedel) för stjärnor

 

Följ denna länk för att se en konstnärs illustration av en gasjätteplanet (nere till höger) som kretsar nära sin värdstjärna (vänster), med en annan stjärna i fjärran (uppe till höger).   De två stjärnorna är själva i omloppsbana med varandra.

I ett tidigare publicerat  pressmeddelande beskrev ett team forskare vid NASA: s Chandra-röntgenobservatorium och ESA: s XMM-Newton  test om exoplaneter (kända som "heta Jupiters") om dessa  påverkar sin värdstjärna på något sätt och jämföra resultatet med stjärnor som inte har en ”het Jupiter” i sitt närområde. Resultaten visade att en ”het Jupiter” kan få sin värdstjärna (sol) att agera yngre än den är genom att få stjärnan att snurra snabbare än den skulle gjort utan en ”het Jupiter”. OBS vår Jupiter i vårt solsystem påverkar genom dess större avstånd till vår sol inte denna.

Det dubbelstjärniga (eller "binära") systemet i illustrationen är ett av dussintals som astronomer studerade med Chandra och XMM-Newton i syftet att leta efter effekter av heta Jupiters på deras värdstjärnor. En het Jupiter kan potentiellt påverka sin värdstjärna genom tidvattenkrafter vilket får stjärnan att snurra snabbare än om den inte hade en sådan planet i sitt närområde. Denna snabbare rotation kan göra värdstjärnan mer aktiv och producera fler röntgenstrålar vilket gör att den verkar yngre än den egentligen är.

Stjärnorna i binära system bildas dock samtidigt. Separationen mellan stjärnorna som studerats av teamet är dock alldeles för stor för att de ska kunna påverka varandra eller för att den heta Jupiter ska kunna påverka den andra stjärnan.

Teamet mätte mängden röntgenstrålar som produceras av stjärnorna för att avgöra hur "unga" de agerar som genom att studera nästan tre dussin system i röntgenstrålfältet (det slutliga provet innehöll 10 system observerade av Chandra och 6 av ESA: s XMM-Newton, inklusive ett antal observerade av båda teleskopen). Studien avslöjade att stjärnorna med heta Jupiters tenderade att vara ljusare i röntgenstrålfältet och därför mer aktiva än sin följeslagare, stjärnan utan en het Jupiter i det binära stjärnsystemet. I illustrationen visar den mer aktiva stjärnan den med den heta Jupiter blossande aktivitet och den avlägsna följeslagaren inget av detta. Illustrationen visar även att en del av exoplanetens atmosfär sprängs bort av strålning från värdstjärnan.

Separat grafik visar Chandra-data för två av systemen där en stjärna kretsar kring en het Jupiter (HD189733 och WASP-77) och två med ingen het Jupiter i omloppsbana (HD46375 och HD109749). I de två senare systemen är en av stjärnorna värd för en planet som är mer avlägsen eller har en lägre massa än en het Jupiter. Stjärnorna med heta Jupiters är klart ljusare än sina följeslagare, inklusive en icke-detektion för följeslagaren i WASP-77. 

Det kan få eller har fått astronomer att feltolka åldern på den ena stjärnan i ett binärt system. Ja troligen även åldern på ensamma stjärnor med en närgången ”het Jupiter” att misstolkas åldersmässigt. Detta är något man bör ha med i beräkningen då vi ser ”het Jupiter” i närområdet av en stjärna. Något som är vanligt. Sedan bör vi räkna ut vilken gränsen är för närhet av ”het Jupiter” och påverkan eller ej på en stjärnas rörelser. Och även hur mycket åldern kan påverkas. I dubbelstjärnsystem kan man utgå från samma ålder på den påverkade som den ickepåverkade stjärnan och vet man åldern på den ickepåverkade vet man systemets ålder och därmed båda stjärnornas ålder. PÅ ensamma stjärnor är det ett svårlöst problem just nu (min anm.).

Arbetet med HD189733- och WASP-77-systemen är beskrivet i en rapport i juli 2022 -numret av Royal Astronomical Societys månatliga meddelanden och finns online. Författarna är Nikoleta Ilic (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) i Tyskland), Katja Poppenhaeger (AIP) och S. Marzieh Hosseini (AIP). NASA: s Marshall Space Flight Center hanterar Chandra-programmet. Smithsonian Astrophysical Observatory's Chandra X-ray Center kontrollerar vetenskapliga operationer från Cambridge, Massachusetts och flygoperationer från Burlington, Massachusetts.

Bild flickr.com Där det även  finns  mer information om Chandra.

En solliknande stjärna kretsar därute runt ett svart hål

 

År 1916 teoretiserade astronom Karl Schwarzchild över möjligheten att det skulle finnas svarta hål som en effekt av Einsteins fältekvationer och teorin om den allmänna relativitetsteorin. I mitten av 20-talet började astronomer upptäcka svarta hål för första gången med indirekta metoder som bestod av att observera dessas effekt på omgivande objekt i rymden. På 1980-talet har forskare studerat supermassiva svarta hål som man idag anser finns i centrum av kanske alla galaxer. I april 2019 släppte Event Horizon Telescope (EHT) den första bilden som någonsin tagits av ett svart hål. 

Observationerna ger en möjlighet att testa fysikens lagar under de mest extrema förhållanden och ge insikter om de krafter som format universum. Enligt en ny studie förlitade sig en internationell forskargrupp på data från ESA: s Gaia-observatorium för att observera en stjärna lik vår sol vilken sågs ha ett annorlunda rörelsemönster. På grund av detta drog teamet slutsatsen att stjärnan måste vara en del av ett binärt system med ett svart hål (en stjärna och ett svart hål). Detta system gör det till det närmaste svarta hålet till vårt solsystem och innebär att det kan finns en betydande population av vilande svarta hål i Vintergatan (fler än det stora vi vet finns i centrum).

Forskningen ovan leddes av Kareem El-Badry, en Harvard Society Fellow astrofysiker vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) och Max Planck Institute for Astronomy (MPIA). El-Badry fick sällskap även av forskare från CfA, MPIA, Caltech, UC Berkely, Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics (CCA), Weizmann Institute of Science, Observatoire de Paris, MIT: s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research och med flera universitet.

Artikeln som beskriver deras resultat kommer snart att publiceras i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. El-Badry beskrev för Universe Today via e-post att observationerna var en del i en bredare kampanj för att identifiera vilande svarta hål vid stjärnor i Vintergatan. "Jag har letat efter vilande svarta hål under de senaste fyra åren med hjälp av ett brett spektrum av data och metoder", säger han. "Mina tidigare försök visade upp ett varierat menageri av binärer som antogs vara svarta hål tillsammans med en stjärna (en stjärna och ett svart hål) men det här var första gången sökandet bar frukt (bevis på detta system)."

Vi ska veta att inga tecken finns på att det finns ett dolt svart hål i vårt solsystem (min anm.). Skulle så varit fallet är det troligen tveksamt till om vår sol i kretslopp runt detta skulle kunnat ge liv på Jorden. Men däremot finns säkert ett antal i Vontergatan som helhet frågan är hur många och var och varför.

Bild https://www.universetoday.com på fenomenet.