Para astronom menggunakan satelit pemburu planet untuk melihat katai putih “hidup dan mati” untuk pertama kalinya

Contoh kesan artis tentang katai putih—dalam gambar ini, MV Lyrae katai putih—terakumulasi karena bahannya berasal dari bintang pendamping. Kredit: Helena Uthas

Para astronom menggunakan satelit pemburu planet untuk melihat a katai putih Menghidupkan dan mematikan secara tiba-tiba untuk pertama kalinya.

Para peneliti yang dipimpin oleh Universitas Durham di Inggris menggunakan NASASatelit Survei Transit Exoplanet (kambing jantan) untuk mengamati fenomena unik.

Katai putih adalah apa yang menjadi sebagian besar bintang setelah mereka membakar hidrogen yang menjadi bahan bakar mereka. Ini kira-kira seukuran Bumi, tetapi massanya lebih dekat dengan Matahari.

Katai putih yang diamati oleh tim diketahui menumpuk, atau memberi makan, dari bintang pendamping yang mengorbitnya.

Dengan pengamatan baru, para astronom melihatnya kehilangan kecerahannya dalam 30 menit, sebuah proses yang sebelumnya hanya terlihat pada katai putih yang terakumulasi selama beberapa hari hingga berbulan-bulan.

Kecerahan katai putih yang terakumulasi dipengaruhi oleh jumlah materi di sekitarnya yang dimakannya, sehingga para peneliti mengatakan ada sesuatu yang mengganggu pasokan makanannya.

Mereka berharap penemuan ini akan membantu mereka mempelajari lebih lanjut tentang fisika di balik akresi – di mana benda-benda seperti lubang hitam, katai putih, dan bintang neutron memakan materi di sekitarnya dari bintang-bintang terdekat.

Hasilnya dipublikasikan di jurnal astronomi alam.

TW Pictoris adalah sistem biner yang relatif terang di mana katai putih mengakumulasi materi dari bintang pendamping. Pengamatan yang dilakukan menggunakan Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) mengungkapkan bagaimana TW Pictoris tiba-tiba memudar dalam waktu kurang dari 30 menit. Gambar tersebut menunjukkan bagaimana pengamatan TESS mengungkapkan transisi ini dari mode terang yang ditandai dengan warna biru ke mode redup yang ditandai dengan warna merah. Kredit: Simon Scaringi

Tim mengamati fenomena dalam sistem biner katai putih, TW Pictoris, yang ditemukan sekitar 1.400 tahun cahaya dari Bumi.

TW Pictoris terdiri dari katai putih yang diberi makan oleh piringan akresi laut yang diberi makan oleh hidrogen dan helium dari bintang pendampingnya yang lebih kecil. Ketika katai putih makan – atau menumpuk – ia menjadi lebih cerah.

Menggunakan detail pengamatan yang lebih baik yang disediakan oleh TESS – yang sering digunakan untuk mencari planet di luar tata surya kita – tim yang dipimpin oleh Durham melihat penurunan dan peningkatan kecerahan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam katai putih yang bertambah pada rentang waktu yang begitu singkat.

Karena aliran materi pada piringan akresi katai putih dari bintang pendampingnya relatif konstan, seharusnya tidak secara signifikan mempengaruhi luminositasnya dalam periode waktu yang singkat.

Sebaliknya, para peneliti percaya bahwa apa yang mereka saksikan bisa menjadi pemodelan ulang medan magnet permukaan katai putih.

Fully Integrated Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), yang diluncurkan pada 2018 untuk menemukan ribuan planet baru yang mengorbit bintang lain. Para peneliti yang dipimpin oleh University of Durham di Inggris menggunakan TESS untuk mengamati sistem biner katai putih TW Pictoris. Kredit: Orbital ATK / NASA

Selama mode operasi, ketika kecerahan tinggi, katai putih mengumpankan dari disk akumulator seperti biasa. Tiba-tiba dan tiba-tiba sistem mati dan kecerahannya berkurang.

Ketika ini terjadi, kata para peneliti, medan magnet berputar begitu cepat sehingga penghalang sentrifugal mencegah bahan bakar dari piringan akresi jatuh terus-menerus pada katai putih.

Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) NASA telah diterbangkan di dalam Fasilitas Layanan Berbahaya Payload di Kennedy Space Center di Florida. Kredit: NASA/Frankie Martin

Selama tahap ini, jumlah bahan bakar yang dapat dimakan oleh katai putih diatur oleh proses yang disebut gerbang magnet.

Dalam hal ini, medan magnet berputar katai putih mengatur perjalanan bahan bakar melalui “gerbang” pada piringan akresi, menghasilkan peningkatan kecil, semi-reguler dalam kecerahan yang terlihat oleh para astronom.

Setelah beberapa waktu, sistem “menyala” sebentar-sebentar, dan kecerahannya meningkat lagi ke level aslinya.

Penulis utama Dr Simon Scaringi, dari Pusat Astronomi Ekstragalaktik di Universitas Durham, Inggris, mengatakan: “Perbedaan kecerahan yang diamati dalam akresi katai putih umumnya relatif lambat, terjadi dalam rentang waktu mulai dari hari hingga bulan.

“Melihat penurunan kecerahan TW Pictoris dalam 30 menit itu sendiri tidak biasa karena belum pernah terlihat pada katai putih akresi lainnya dan benar-benar tidak terduga dari pemahaman kami tentang bagaimana sistem ini diberi makan oleh disk akresi. Tampaknya menyala dan mati.”

“Ini benar-benar fenomena yang belum pernah dikenali sebelumnya dan karena kita dapat membuat perbandingan dengan perilaku serupa di bintang neutron yang jauh lebih kecil, ini mungkin merupakan langkah penting dalam membantu kita lebih memahami proses bagaimana organisme akresi lainnya memakan materi itu. mengelilingi mereka dan peran penting medan magnet dalam proses ini”.

Karena katai putih lebih umum di alam semesta daripada bintang neutron, para astronom berharap untuk mencari contoh lain dari perilaku ini dalam proyek penelitian masa depan untuk mempelajari lebih lanjut tentang akresi.

Referensi: “Kurcaci putih yang terakumulasi menampilkan sakelar cepat dalam mode transisi” 18 Okt 2021, astronomi alam.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01494-x

Penelitian di Inggris ini didanai oleh Durham University. Tim peneliti juga termasuk Institut Astrofisika Nasional Italia, Observatorium Astronomi Afrika Selatan, Universitas Cape Town dan Universitas Negara Bebas, keduanya juga Afrika Selatan, Universitas Radboud, Belanda, Universitas Southampton, Inggris, dan Universitas Notre Dame, Amerika Serikat.