Ví dụ về ấn tượng của một nghệ sĩ về sao lùn trắng — trong hình ảnh này là sao lùn trắng MV Lyrae — tích lũy khi nó lấy vật chất từ một ngôi sao đồng hành. Tín dụng: Helena Uthas
Các nhà thiên văn học đã sử dụng một vệ tinh săn tìm hành tinh để xem một sao lùn trắng Bật và tắt đột ngột lần đầu tiên.
Các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Đại học Durham ở Vương quốc Anh đã sử dụng NASAChuyển qua vệ tinh khảo sát ngoại hành tinh (he-dê) để quan sát hiện tượng độc đáo.
Sao lùn trắng là thứ mà hầu hết các ngôi sao trở thành sau khi chúng đốt cháy hydro cung cấp nhiên liệu cho chúng. Nó có kích thước gần bằng Trái đất, nhưng có khối lượng gần hơn Mặt trời.
Sao lùn trắng mà nhóm quan sát được biết là tích tụ, hoặc kiếm ăn, từ một ngôi sao đồng hành quay quanh nó.
Với những quan sát mới, các nhà thiên văn học nhận thấy nó mất độ sáng trong 30 phút, một quá trình trước đây chỉ thấy ở các sao lùn trắng tích tụ trong vài ngày đến vài tháng.
Độ sáng của sao lùn trắng tích tụ bị ảnh hưởng bởi lượng vật chất xung quanh mà nó đang nạp vào, vì vậy các nhà nghiên cứu cho rằng có điều gì đó đang cản trở nguồn cung cấp thức ăn của nó.
Họ hy vọng khám phá này sẽ giúp họ tìm hiểu thêm về vật lý đằng sau quá trình bồi tụ – nơi các vật thể như lỗ đen, sao lùn trắng và sao neutron ăn vật chất xung quanh từ các ngôi sao gần đó.
Kết quả đã được công bố trên tạp chí thiên văn học tự nhiên.
TW Pictoris là một hệ thống nhị phân tương đối sáng trong đó sao lùn trắng tích tụ vật chất từ một ngôi sao đồng hành. Các quan sát được thực hiện trên vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh Quá cảnh (TESS) đã tiết lộ cách thức TW Pictoris biến mất đột ngột và đột ngột trong vòng chưa đầy 30 phút. Hình cho thấy cách quan sát TESS cho thấy sự chuyển đổi này từ chế độ sáng được đánh dấu màu xanh lam sang chế độ mờ được đánh dấu bằng màu đỏ. Tín dụng: Simon Scaringi
Nhóm nghiên cứu đã quan sát hiện tượng trong hệ nhị phân của sao lùn trắng TW Pictoris, được tìm thấy cách Trái đất khoảng 1.400 năm ánh sáng.
TW Pictoris bao gồm một sao lùn trắng được nuôi dưỡng bởi một đĩa bồi tụ đại dương được cung cấp bởi hydro và heli từ ngôi sao đồng hành nhỏ hơn của nó. Khi sao lùn trắng ăn – hoặc tích tụ – nó sẽ sáng hơn.
Bằng cách sử dụng các chi tiết quan sát tốt hơn do TESS cung cấp – vốn thường được sử dụng để tìm kiếm các hành tinh bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta – nhóm nghiên cứu do Durham dẫn đầu đã nhìn thấy sự sụt giảm và tăng đột biến chưa từng có về độ sáng trong một ngôi sao lùn trắng tích tụ trên khoảng thời gian ngắn như vậy.
Vì dòng vật chất trên đĩa bồi tụ của sao lùn trắng từ ngôi sao đồng hành của nó là tương đối ổn định, nó sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến độ sáng của nó trong khoảng thời gian ngắn như vậy.
Thay vào đó, các nhà nghiên cứu tin rằng những gì họ đang chứng kiến có thể là sự tái tạo từ trường của bề mặt sao lùn trắng.
Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh Tích hợp Hoàn toàn (TESS), được phóng vào năm 2018 để tìm hàng nghìn hành tinh mới quay quanh các ngôi sao khác. Các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Đại học Durham ở Anh đã sử dụng TESS để quan sát hệ nhị phân của sao lùn trắng TW Pictoris. Nhà cung cấp hình ảnh: Orbital ATK / NASA
Trong chế độ hoạt động, khi độ sáng cao, sao lùn trắng sẽ cấp nguồn từ đĩa tích lũy như bình thường. Đột ngột và đột ngột hệ thống tắt và độ sáng của nó giảm.
Các nhà nghiên cứu cho biết, khi điều này xảy ra, từ trường quay nhanh đến mức một rào cản ly tâm ngăn nhiên liệu từ đĩa bồi tụ liên tục rơi xuống sao lùn trắng.
Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh Quá cảnh (TESS) của NASA đã được bay bên trong Cơ sở Dịch vụ Nguy hiểm Trọng tải tại Trung tâm Không gian Kennedy của cơ quan này ở Florida. Nhà cung cấp hình ảnh: NASA / Frankie Martin
Trong giai đoạn này, lượng nhiên liệu mà sao lùn trắng có thể nạp vào được điều chỉnh bởi một quá trình gọi là cổng từ tính.
Trong trường hợp này, từ trường quay của sao lùn trắng điều chỉnh sự di chuyển của nhiên liệu qua một “cánh cổng” trên đĩa bồi tụ, dẫn đến sự gia tăng độ sáng nhỏ, bán đều đặn mà các nhà thiên văn nhìn thấy.
Sau một thời gian, hệ thống “bật” liên tục và độ sáng tăng trở lại mức ban đầu.
Tác giả chính, Tiến sĩ Simon Scaringi, từ Trung tâm Thiên văn Ngoài Thiên hà tại Đại học Durham, Vương quốc Anh, cho biết: “Sự khác biệt về độ sáng quan sát được trong quá trình bồi tụ sao lùn trắng nói chung là tương đối chậm, xảy ra theo khoảng thời gian từ vài ngày đến vài tháng.
“Nhìn thấy độ sáng của TW Pictoris giảm trong 30 phút tự nó là điều bất thường vì trước đây nó chưa từng được nhìn thấy trong các sao lùn trắng đang bồi tụ khác và hoàn toàn bất ngờ với sự hiểu biết của chúng tôi về cách các hệ thống này được cho là được nuôi dưỡng bởi đĩa bồi tụ. Nó xuất hiện để được Nó được bật và tắt.
“Đây thực sự là một hiện tượng chưa từng được công nhận trước đây và bởi vì chúng ta có thể so sánh với hành vi tương tự ở các sao neutron nhỏ hơn nhiều, nó có thể là một bước quan trọng giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình các sinh vật bồi tụ khác ăn vật chất xung quanh và điều quan trọng vai trò của từ trường trong quá trình này. “”.
Vì sao lùn trắng phổ biến hơn trong vũ trụ so với sao neutron, các nhà thiên văn hy vọng sẽ tìm kiếm các ví dụ khác về hành vi này trong các dự án nghiên cứu trong tương lai để tìm hiểu thêm về quá trình bồi tụ.
Tham khảo: “Một ngôi sao lùn trắng tích tụ hiển thị một công tắc nhanh chóng ở chế độ chuyển tiếp” ngày 18 tháng 10 năm 2021, thiên văn học tự nhiên.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01494-x
Nghiên cứu ở Vương quốc Anh được tài trợ bởi Đại học Durham. Nhóm nghiên cứu cũng bao gồm Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia Ý, Đài quan sát Thiên văn Nam Phi, Đại học Cape Town và Đại học Bang Tự do, cả Nam Phi, Đại học Radboud, Hà Lan, Đại học Southampton, Vương quốc Anh, và Đại học Notre Dame, Hoa Kỳ.