A felfedezés megnyitja az utat a fehér törpék belső szerkezetének és összetételének jövőbeni tanulmányozásához.
Csillagmaradványok az instabilitási sávban
Egy olyan csillag, amelynek kezdeti tömege legfeljebb nyolcszorosa a Napénak, a halála után fehér törpévé válik: egy kristályos csillagmaggá, amely nagyjából akkora, mint a Föld. A kezdetben 100 ezer kelvin foknál is forróbb fehér törpék életük során lassan hűlnek le. Amikor elérik a 13 ezer kelvin körüli hőmérsékletet, beléphetnek az úgynevezett instabilitási sávba: ez az a hőmérséklet- és a hozzá tartozó fényességtartomány, amelyben a fehér törpék pulzálnak.
Ennek a jelenségnek a megfigyelése lehetővé teszi a kutatók számára, hogy pontosan megmérjék a tömegét, valamint meghatározzák az összetételét és belső szerkezetét. Ezek a mérések kulcsfontosságúak az ultranagy tömegű, vagyis a Napnál legalább 10%-al nagyobb tömegű fehér törpék eredetének megismeréséhez. Ultranagy tömegű fehér törpék létrejöhetnek a legnagyobb tömegű fehér törpe elődcsillagok fejlődése során, vagy akár két kisebb tömegű fehér törpe összeolvadásának eredményeként is.
Hatalmas pulzáló égitestek nyomában
Ezidáig csak néhány ultranagy tömegű, pulzáló fehér törpét találtak. Közülük pedig csak egyben működik nyolcféle rezgési módus, ami elég részletes adatokat szolgáltat ahhoz, hogy a kutatók megvizsgálhassák az összetételét. Francisco De Gerónimo (Instituto de Astrofísica de La Plata, Argentína) kutatócsoportjának az volt a célja, hogy ultranagy tömegű fehér törpék pulzációinak vizsgálatával még több adathoz jusson.
A kutatók először egy több mint 12 ezer, tőlünk legfeljebb 100 parszekre (326 fényévr)e lévő fehér törpéből álló listát vizsgáltak át. Ahhoz, hogy megtalálják a pulzáló, ultranagy tömegű fehér törpéket, kiválasztották a listáról azokat az égitesteket, amelyek legalább akkora tömeggel bírnak, mint a Nap, és hőmérsékletük az instabilitási sávba esik.
Esély a jövőbeni eredményekre
A kutatók a fehér törpék közül egyet, a WD J0135+5722 jelű égitestet választották ki részletes vizsgálatra. Ebben a 10,4 méteres Gran Telescopio Canarias (GTC) műszer és az Apache Point Obszervatórium 3,5 méteres távcsöve volt a segítségükre. A több órányi megfigyelési adat feldolgozásához Fourier-transzformációt használtak, így meg tudták határozni a fehér törpe pulzációs periódusait és amplitúdóit.
A vizsgálatok során összesen 19 különböző pulzációs módust találtak, amelyek periódusa legalább 137, de legfeljebb 1345 másodperc volt. Még soha nem találtak olyan ultranagy tömegű fehér törpét, amely ilyen sokféle pulzációs módussal rezeg, utat nyitva összetételének és belsejének részletes tanulmányozása előtt.
Bár a mélyreható vizsgálat még várat magára, a kutatók a meglévő adatokból meg tudták becsülni a fehér törpe tömegét. Mivel a WD J0135+5722 magjának összetétele ismeretlen, különböző modelleket használtak a becsléshez. Ha a fehér törpe magja oxigénből és neonból áll, ahogy az egy ultranagy tömegű fehér törpétől várható, akkor a tömege 1,118 naptömeg. Ha azonban szénből és oxigénből áll a mag, ami lehetséges ugyan, de sokkal kisebb rá az esély, akkor az égitest tömege nagyobb, akár 1,135 naptömeg is lehet. Érdemes figyelemmel kísérnünk a további eredményeket, mert azok még többet árulhatnak majd el e pulzáló fehér törpéről.
Forrás: https://aasnova.org/2025/02/28/record-breaking-pulsating-white-dwarf-discovered/
A borítókép Stéphane Charpinet munkája: https://www.irap.omp.eu/en/2018/01/voyage-to-the-centre-of-a-white-dwarf/
Az eredményeket közlő szakcikk a The Astrophysical Journal Letters című szaklapban jelent meg: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adad73
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet