Vita dvärgar är konstiga stjärnor, men forskare upptäckte nyligen två av de konstigaste ännu. På något sätt undgick dessa två en gång massiva stjärnor kärnans kollaps av en supernova, och är de enda två vita dvärgarna som är kända för att ha syre-rika atmosfärer. Dessa så kallade massiva vita dvärgar har förutsagits, men aldrig tidigare observerats.
Stjärnorna, som heter SDSS 0922 + 2928 och SDSS 1102 + 2054 är 400 och 220 ljusår från Jorden. De är båda rester av massiva stjärnor som är i slutet av sin stellarutveckling och har konsumerat allt material de hade tillgängligt för kärnfusion.
De låga kolnivåerna som syns i deras spektra indikerar att stjärnorna har tappat en del av deras yttre lager och bränt kolet i kärnorna.
"Dessa ytor av syrgas innebär att det är vita dvärgar som visar sina nakna syre-neonkärnor, och att de kan ha kommit från de mest massiva förfäderstjärnorna i den klassen," säger astrofysiker Dr. Boris Gänsicke från University of Warwick, ledare författare på ett papper som visas i veckans utgåva av Science Express.
Gänsicke berättade för Space Magazine att han och hans team inte började specifikt leta efter dessa tidigare teoretiska stjärnor. ”Jag har arbetat med vår forskarstudent Jonathan Girven på flera projekt på vita dvärgar, och vi stötte på en rad ovanliga snygga objekt - några som vi fortfarande undrar vad de är. Ur ett teoretiskt perspektiv undrade jag om vita dvärgar med syre-rika atmosfärer finns, och genom att kombinera båda vinklarna utvecklade vi en specifik sökning efter dessa stjärnor. ”
I en sökning av data från Sloan Digital Sky Survey upptäckte astrofysikerna faktiskt två vita dvärgar med stora atmosfäriska syremängder.
Nästan alla vita dvärgar har vätgas- och / eller heliumhöljen som, även om de är små i massan, är tillräckligt tjocka för att skydda kärnan från direkt utsikt. Teoretiska modeller förutspådde att om stjärnor runt 7 - 10 gånger massan av vår egen sol inte slutar sina liv som supernovaer, är det andra alternativet att de kommer att konsumera allt väte, helium och kol och avsluta sina liv som vita dvärgar med mycket syrgasrika kärnor.
Astrofysiker kunde då upptäcka ett extremt syre-rikt spektrum från ytan på den vita dvärgen.
De flesta stjärnmodeller som producerar vita dvärgar med sådana syre- och neonkärnor förutspår också att ett tillräckligt tjockt kolrikt skikt bör omge kärnan och undvika uppåtriktad spridning av stora mängder syre.
Beräkningar visar emellertid också att tjockleken på detta skikt minskar ju närmare föddstjärnan är den övre massgränsen för stjärnor som slutar sina liv som vita dvärgar. Därför är en möjlighet för bildandet av SDSS 0922 + 2928 och SDSS 1102 + 2054 att de härstammade från de mest massiva stjärnorna och undviker kärnkollaps, i vilket fall de förväntas vara mycket massiva själva. Nuvarande data är emellertid otillräckliga för att ge ett otvetydigt mått på massorna av dessa två ovanliga stjärnor.
Vad är framtiden för dessa massiva vita dvärgar? Gänsicke sa att de två stjärnorna kommer att utvecklas mycket långsamt. ”Med tanke på att de är utbrända stjärnkärnor som inte längre genomgår kärnfusion, är deras öde att fortsätta kyla och bleka. Detta kommer att vara en mycket långsam process, och varje märkbar förändring i deras utseende kommer att ta 10–100 miljoner år. ”
Huvudbildtexter: Sloan Digital Sky Survey-spektroskopi av detta iögonfallande blåa objekt - SDSS1102 + 2054 - avslöjar att det är en extremt sällsynt stjärna-rest: en vit dvärg med en syrerik atmosfär
Källor: Science, e-intervju med Gänsicke
