Penampakan langka bintang berbentuk tetesan air mata oleh para astronom

• Tim internasional yang dipimpin oleh University of Warwick jarang mengamati sistem bintang biner menuju supernova
• Nasib sistem bintang telah diidentifikasi oleh variasi cahayanya yang tidak biasa, sebuah tanda bahwa sebuah bintang telah terdistorsi menjadi bentuk tetesan air mata oleh pendamping kerdil putih yang masif.
• Supernova dari sistem bintang semacam itu dapat digunakan sebagai “lilin standar” untuk mengukur perluasan alam semesta

Para astronom membawa penampakan langka dua bintang ke kehancurannya dengan menemukan tanda-tanda bintang berbentuk tetesan air mata.

Bentuk tragis ini disebabkan oleh katai putih besar di dekatnya, yang mendistorsi bintang dengan gravitasinya yang kuat, yang juga akan menjadi katalis untuk kemungkinan supernova yang akan memakan keduanya. Ditemukan oleh tim astronom dan astrofisikawan internasional yang dipimpin oleh University of Warwick, ini adalah salah satu dari sedikit sistem bintang yang suatu hari akan menyalakan kembali bintang katai putih.

Penelitian baru tim diterbitkan pada 12 Juli 2021 di Astronomi alam menegaskan bahwa kedua bintang berada pada tahap awal spiral yang kemungkinan akan berakhir dalam supernova Tipe Ia, jenis yang membantu para astronom menentukan seberapa cepat alam semesta berkembang.

Penelitian ini didanai oleh German Research Foundation (DFG) dan Science and Technology Facilities Council, bagian dari UK Research and Innovation.

HD265435 berjarak sekitar 1.500 tahun cahaya dan terdiri dari bintang sub-kerdil panas dan bintang katai putih yang mengorbit satu sama lain secara dekat dengan kecepatan sekitar 100 menit. Katai putih adalah bintang “mati” yang telah membakar semua bahan bakarnya dan runtuh dengan sendirinya, membuatnya kecil tetapi sangat padat.

Dipercaya secara luas bahwa supernova Tipe Ia terjadi ketika inti katai putih dinyalakan kembali, menghasilkan ledakan termonuklir. Ada dua skenario di mana ini bisa terjadi. Dalam kasus pertama, katai putih memperoleh massa yang cukup untuk mencapai 1,4 kali massa matahari kita, yang dikenal sebagai batas Chandrasekhar. HD265435 cocok dengan skenario kedua, di mana massa total sistem bintang terdekat dari beberapa bintang mendekati atau di atas batas ini. Hanya segelintir sistem bintang lain yang telah ditemukan yang mencapai ambang ini dan menghasilkan supernova Tipe Ia.

Penulis utama dr. Ingrid Pelisoli dari Departemen Fisika di Universitas Warwick, sebelumnya bagian dari Universitas Potsdam, menjelaskan: “Kami tidak tahu persis bagaimana supernova ini meledak, tetapi kami tahu itu harus terjadi karena kami melihatnya” di tempat lain di dunia. alam semesta.

“Satu kemungkinan adalah jika katai putih mengumpulkan massa yang cukup dari sub-kerdil panas sehingga ketika keduanya mengorbit dan saling mendekat, materi lolos dari sub-kerdil panas dan jatuh ke katai putih. Kemungkinan lain adalah karena mereka kehilangan energi dari emisi gelombang gravitasi, mereka semakin dekat hingga menyatu. Segera setelah katai putih memperoleh massa yang cukup dengan salah satu dari dua metode tersebut, ia menjadi supernova.”

Menggunakan data dari NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), tim dapat mengamati sub-kerdil yang panas, tetapi bukan katai putih, karena sub-katai yang panas jauh lebih terang. Namun, kecerahan ini bervariasi dari waktu ke waktu, menunjukkan bahwa bintang itu terdistorsi menjadi bentuk tetesan air mata oleh objek masif di dekatnya. Dengan bantuan pengukuran kecepatan radial dan kecepatan rotasi dari Observatorium Palomar dan Observatorium WM Keck dan dengan memodelkan efek objek masif pada sub-kerdil yang panas, para astronom dapat memastikan bahwa katai putih yang tersembunyi itu seberat matahari kita, tetapi hanya sedikit lebih kecil dari jari-jari bumi.

Bersama dengan massa subdwarf panas, yang sedikit lebih dari 0,6 kali massa matahari kita, kedua bintang memiliki massa yang diperlukan untuk menyebabkan supernova tipe Ia. Karena kedua bintang sudah cukup dekat untuk berputar lebih dekat, katai putih pasti akan menjadi supernova dalam waktu sekitar 70 juta tahun. Model teoretis yang dibuat khusus untuk penelitian ini memprediksi bahwa sub-kerdil panas juga akan berkontraksi menjadi bintang katai putih sebelum bergabung dengan pendampingnya.

Supernova tipe Ia penting sebagai “lilin standar” untuk kosmologi. Kecerahannya konstan dan dari jenis cahaya tertentu, yang berarti bahwa para astronom dapat membandingkan kecerahannya dengan apa yang kita amati di bumi dan menghitung jaraknya dengan sangat akurat. Dengan mengamati supernova di galaksi jauh, para astronom menggabungkan pengetahuan mereka tentang kecepatan galaksi itu dengan jarak kita dari supernova dan menghitung luas alam semesta.

dr. Pelisoli menambahkan, “Semakin kita memahami cara kerja supernova, semakin baik kita dapat mengkalibrasi lilin standar kita. Ini sangat penting saat ini karena ada perbedaan antara apa yang kita dapatkan dengan jenis lilin standar ini dan apa yang kita dapatkan dengan metode lain.

“Semakin kita memahami tentang pembentukan supernova, semakin baik kita dapat memahami apakah perbedaan ini disebabkan oleh fisika baru yang tidak kita ketahui dan tidak kita pertimbangkan, atau hanya karena kita meremehkan ketidakpastian pada jarak ini.” .

“Ada perbedaan lain antara perkiraan dan tingkat pengamatan supernova galaksi dan jumlah prekursor yang kita lihat. Kita dapat memperkirakan berapa banyak supernova yang akan ada di galaksi kita dengan mengamati banyak galaksi atau dengan apa yang kita ketahui dari evolusi bintang, dan jumlah itu konsisten. Tetapi ketika kami mencari objek yang bisa menjadi supernova, kami tidak memiliki cukup. Penemuan ini sangat berguna dalam mengukur apa yang dapat disumbangkan oleh sub-kerdil panas dan biner katai putih. Sepertinya masih belum banyak, tidak ada saluran yang kami tonton sepertinya cukup.”

Referensi: “Calon super-Chandrasekhar super-Chandrasekhar Subdwarf panas Ia Progenitor” oleh Ingrid Pelisoli, P. Neunteufel, S. Geier, T. Kupfer, U. Heber, A. Irrgang, D. Schneider, A. Bastian, J . van Roestel, V. Schaffenroth dan BN Barlow, 12 Juli 2021, Astronomi alam.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01413-0