Astronomie

Wenn ein Weißer Zwerg mit einem Riesenstern kollidiert, könnte er dann ein TZO erzeugen?

Wenn ein Weißer Zwerg mit einem Riesenstern kollidiert, könnte er dann ein TZO erzeugen?


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Thorne-Żytkow-Objekte (TZOs) entstehen durch Kollisionen zwischen Neutronensternen und Hauptreihen- oder Riesensternen. Letztendlich wird der Neutronenstern zum „Kern“ des Riesensterns.

Könnte dies jedoch auch bei Weißen Zwergen passieren, wenn die kombinierte Masse unter der TOV-Grenze liegt? Weiße Zwerge sind entartete Sterne, genau wie Neutronensterne, könnten sie also den Sternkern auf die gleiche Weise ersetzen? Würde dem Weißen Zwerg etwas passieren, wenn die kombinierte Masse jenseits der Chandrasekhar-Grenze liegt?


Das ursprüngliche Papier von Thorne und Żytkow über TŻOs beginnt tatsächlich mit einem Vergleich von TŻOs und der Art des Objekts, das Sie erwähnen, mit einem entarteten Kern des Weißen Zwergs anstelle eines entarteten Neutronenstern-Kerns. Sie stellen fest, dass die Gleichgewichtszustände – im Wesentlichen stabile Konfigurationen – solcher Kombinationen in der Nähe der Hayashi-Spur liegen (in einigen Fällen tatsächlich ein bisschen wie AGB-Sterne fungieren), was auf eine hohe Metallizität hindeutet, wie es bei TŻOs der Fall ist.

Diese Objekte erzeugen Energie auf die gleiche Weise wie TŻOs: Materie wird vom Kern angesammelt, wodurch potentielle Gravitationsenergie freigesetzt wird, und die Hülle des Roten Riesen setzt eine gewisse Fusion fort, obwohl die Kernfusion natürlich durch die Ankunft des neuen entarteten Kerns erheblich gestört wurde . Der Hauptunterschied bei der Energieerzeugung sind die Verhältnisse zwischen Kernbeiträgen zur Leuchtkraft und Gravitationsbeiträgen zur Leuchtkraft: $$L_{ ext{nuc}}/Lapprox0.99,quad L_{ ext{grav}}/Lapprox0.01quad ext{für Weißen Zwergkern}$$ $$L_{ ext{nuc}}/Lapprox0.04,quad L_{ ext{grav}}/Lapprox0.96quad ext{für Neutronenkern}$$ Warum der Unterschied? $L_{ ext{grav}}$ ist proportional zu $$frac{GM_c}{R_cc^2}$$ wo $_c$ bezieht sich auf Werte für den Kern. Die Massen und Radien von Neutronensternen unterscheiden sich drastisch von denen der Weißen Zwerge. Dies wird im Fall von Überriesen-TŻOs (d. h. $M>10 Mio._{odot}$), weil Konvektionszyklen den Kernbrennstoff wieder nach außen in die Hülle "verbrannten", und so werden die Energieverhältnisse ähnlicher wie bei einem Weißen Zwergkern.

Dieser Unterschied in den Energieproduktionsverhältnissen bedeutet auch, dass die Objekte für unterschiedliche Zeiträume in ungefähr stabilen Zuständen bleiben; Rote Riesen mit Weißen Zwergenkernen können im Gleichgewicht mindestens eine Größenordnung oder länger so lange überleben wie TŻOs.

Interessant ist, dass TŻOs und Rote Riesen mit Weißen Zwergenkernen einige der gleichen Stabilitätsprobleme haben können. Es wird erwartet, dass die Hüllen ähnlich zusammengesetzt sind und sich ähnlich verhalten, mit der Potenzialdifferenz der Kernfusionsraten, sodass in beiden Fällen die gleichen dynamischen Instabilitäten möglich sind. Thorne und Żytkow halten diese Möglichkeit jedoch für unwahrscheinlich.


Die äußeren Schichten des Sterns fallen auf den Weißen Zwerg und bilden eine Akkretionsscheibe, wenn sich das Sternmaterial spiralförmig eindreht. Wie dieses Bild zeigt.

Wenn der Weiße Zwerg genug Material stiehlt, um mehr als 1,4 Sonnenmassen zu erreichen, wird der Zwerg zu einer Typ-Ia-Supernova. Dies ist wahrscheinlich der Grund, warum wir stattdessen nie (selten?) Thorne-Żytkow-Objekte aus einem Weißen Zwerg sehen.

Wenn der Weiße Zwerg tatsächlich mit seinem Begleitstern kollidiert, bevor er als Supernova explodiert, könnte ich mir vorstellen, dass er ins Zentrum fällt, wenn das Sternmaterial die Umlaufbahn des Weißen Zwergs hinunterzieht. Vielleicht bildet es dann so etwas wie ein Thorne-Żytkow-Objekt. Oder vielleicht sammelt es beim Einfallen genügend Material an, um einen Neutronenstern zu erzeugen, der sich dann in einer Supernova vom Typ II selbst auseinander sprengt.


Wenn Sie einen Weißen Zwerg gegen einen Hauptreihenstern oder Roten Riesen schlagen, sodass der Weiße Zwerg zum Kern wird, erhalten Sie ... einen Roten Riesen (oder Überriesen).

Das mag seltsam klingen, aber im Grunde sind die Kerne von Roten Riesen mit geringer Masse elektronenentartet. Sie bestehen grob aus tiefen konvektiven Hüllen, die auf weißen Zwergen (Helium) sitzen, die durch eine dünne, aber intensive Hülle aus Material getrennt sind, das Kernreaktionen durchläuft. Natürlich sind die meisten echten Weißen Zwerge von der Kohlenstoff-Sauerstoff-Sorte, also stelle ich mir vor, dass Sie wirklich so etwas wie einen asymptotischen Riesenzweig (AGB) bekommen würden. Aber auch das sind im Grunde auch rote Riesen. Ob die zweite brennende Hülle (Wasserstoff in Helium) vorhanden sein wird, kann ich spontan nicht sagen.

Wie auch immer, kompositorisch mögen die Dinge ein bisschen anders sein als bei gewöhnlichen Roten Riesen, Roten Überriesen oder AGB-Sternen, aber die Gesamtstruktur wird ähnlich sein: ein dichter, degenerierter Kern, eingehüllt in eine große, spärliche Hülle.

Was die Chandrasekhar-Grenze betrifft, so definiert diese nur, was mit einem degenerierten Objekt passiert. Wenn der Weiße Zwerg massiv genug ist, würde er, sobald er im Gleichgewicht ist, vermutlich anfangen, Kohlenstoff und Sauerstoff zu schwereren Metallen zu verbrennen, genau wie ein roter Überriese.

Als letzte Anmerkung, eine schnelle Suche hat keine Literatur dazu gefunden. Ich kenne Material über Verschmelzungen zwischen zwei Weißen Zwergen oder zwei nicht entarteten Sternen, aber ich konnte nichts über WD+MS (oder ähnliche) Verschmelzungen finden.


Supernova beobachtete Kollision mit ihrem Begleitstern

In diesem Standbild aus einer Simulation explodiert eine Supernova vom Typ Ia (dunkelbraune Farbe). Das Supernova-Material wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 10.000 Kilometern/Sekunde nach außen geschleudert. Das ausgeworfene Material prallt dann auf seinen Begleitstern (hellblaue Farbe). Die heftige Kollision erzeugt einen ultravioletten Impuls, der aus dem konischen Loch des Begleitsterns emittiert wird. Bildnachweis: Daniel Kasen. Der Ursprung von Typ-Ia-Supernovae, den Standardkerzen, die verwendet werden, um das Vorhandensein dunkler Energie im Universum aufzudecken, ist eines der verführerischsten Geheimnisse der Astronomie. Astronomen wissen, dass sie auftreten, wenn ein Weißer Zwerg in einem Doppelsternsystem mit einem anderen Stern explodiert, aber die Eigenschaften dieses zweiten Sterns und wie er die Explosion auslöst, sind seit Jahrzehnten schwer fassbar.

Jetzt hat ein Team von Astronomen der Palomar Transient Factory (iPTF), einschließlich derjenigen, die mit der UC Santa Barbara verbunden sind, beobachtet, wie eine Supernova auf einen nahegelegenen Stern einschlug, ihn schockte und ein ultraviolettes Leuchten erzeugte, das die Größe des Begleiters enthüllt. Die Entdeckung beinhaltete die schnelle Reaktion und Koordination von iPTF, dem Swift-Satelliten der NASA und den neuen Fähigkeiten des Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGT).

Die Supernova mit dem Namen iPTF14atg befindet sich 300 Millionen Lichtjahre entfernt in der Galaxie IC 831. Die Studie, die in der Nature-Ausgabe vom 21. Mai erscheint, wurde von Doktorand Yi Cao vom Caltech geleitet, umfasste aber auch die Physik-Postdoktoranden Iair Arcavi und Stefano Valenti, und Andrew Howell, Mitglied der Physikfakultät von UCSB und LCOGT. Mitglieder des LCOGT / UCSB Supernova-Teams neben einem LCOGT 1-Meter-Teleskop. Von links nach rechts: Postdoc Curtis McCully, Fakultätsmitglied Andrew Howell und Postdoc Iair Arcavi. Bildnachweis: Elizabeth Heinrich-Josties. In einer Supernova vom Typ Ia explodiert ein Weißer Zwerg, nachdem er Materie von einem Begleitstern im selben Doppelsternsystem aufgenommen hat. Eine der führenden Theorien besagt, dass die Supernova entsteht, wenn zwei weiße Zwergsterne verschmelzen. Eine konkurrierende Theorie besagt jedoch, dass der Begleiter ein normaler oder riesiger Stern sein könnte, der die Explosion überlebt, wenn auch nicht ohne Schaden. Es wird erwartet, dass die Supernova den Begleitstern trifft und eine Stoßwelle erzeugt, die im ultravioletten Licht leuchtet. Dies war 2010 theoretisiert worden, aber ein solcher Effekt war noch nie beobachtet worden. Dieser und andere Faktoren führten viele zu dem Schluss, dass die meisten Supernovae vom Typ Ia aus der Verschmelzung zweier Weißer Zwergsterne hervorgehen.

“Wie Sie sich vorstellen können, war ich aufgeregt, als ich zum ersten Mal einen hellen Fleck am Ort dieser Supernova im ultravioletten Bild sah,”, sagte Erstautorin Yi Cao über das Sehen des ultravioletten Blitzes. “Ich wusste, dass dies wahrscheinlich das war, worauf wir gehofft hatten.”

LCOGT, ein globales Netzwerk von Roboterteleskopen, war einflussreich bei der Gewinnung früher und regelmäßiger Daten, die es den Forschern ermöglichten, den Typ und sogar die seltsame Unterklasse der Supernova zu bestimmen. Anfangs sei das Team verwirrt gewesen, sagte Arcavi.

"Heiße, blaue Supernovae sollen in alten, toten Galaxien nicht vorkommen", sagte er. “Und doch, während unsere Roboterteleskope die Daten sammelten, sahen wir erstaunt zu, wie sich die blaue Supernova in eine Supernova vom Typ Ia verwandelte.”

Als das LCOGT-Team von der Supernova hörte, löste es sofort seine weltweite Flotte von Roboterteleskopen aus. Während sich die Erde drehte, wurden Daten an verschiedenen Orten gesammelt, je nachdem, wo es Nacht war und die Beobachtungsbedingungen ideal waren. Schließlich kombinierten sie Daten von LCOGT-Teleskopen in Texas, Hawaii und Südafrika mit Daten von Palomar und dem Swift-Satelliten der NASA, um die Geschichte der Supernova zusammenzusetzen.

"Als die Daten eingingen, begann ich zu bemerken, dass diese Supernova eine seltsame war", sagte Valenti. “Es war ein Typ Ia, aber einer mit einer langsamen Explosion.󈮦

Laut den Forschern gehört die Supernova zu einer Unterklasse von SNe Ia, die manchmal als SN 2002cx-like bezeichnet wird. Diese Supernovae können sogar teilweise ausgefallene oder unvollständige Explosionen sein. Bei einem normalen Typ Ia explodiert der gesamte Weiße Zwerg, aber diese Klasse kann ein Stück zurücklassen.

Andrew Howell. Bildquelle: Katrina Marcinowski. Es gab widersprüchliche Beobachtungen über die Vorläufer von Typ-Ia-Supernovae. Die neue Studie baut auf früheren Arbeiten von Howell und einigen der Koautoren der Studie auf, die zeigen, dass der Typ Ia SN 2011fe wahrscheinlich das Ergebnis einer Verschmelzung zweier weißer Zwergsterne war, während der SN Ia PTF11kx einen roten Riesen-Begleitstern zu haben schien .

Howell sagte: „Kein Wunder, dass wir seit Jahrzehnten so verwirrt sind. Anscheinend kann man Sterne auf zwei verschiedene Arten in die Luft jagen und trotzdem fast identische Explosionen erzielen.”

Tatsächlich ergänzt die Studie die Arbeit eines anderen Postdoc und Mitglied des Supernova-Teams am LCOGT und UCSB, Curtis McCully, der nicht an der vorliegenden Studie beteiligt war. Er leitete ein Team von Astronomen, das 2014 in Nature bekannt gab, dass sie auf Vorexplosionsbildern des Hubble-Weltraumteleskops einen Vorläufer für eine ähnliche SN 2002cx-ähnliche Supernova, SN 2012Z, gefunden hatten. In diesem Fall glauben sie, dass das, was sie gesehen haben, der Begleitstern war, der Stern, der im Fall von iPTF14atg die Supernova schockierte.

“Wir beginnen endlich zu sehen, wie die Unterschiede zwischen den Vorläufersternen mit den Unterschieden in der Explosion zusammenhängen,” McCully. “Das ist spannend, denn je besser wir den Ursprung von Typ-Ia-Supernovae verstehen, desto besser können wir sie als Standardkerzen für die Kosmologie verwenden.”

Das iPTF-Projekt ist eine wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen dem Caltech Los Alamos National Laboratory der University of Wisconsin-Milwaukee dem Oskar Klein Center in Schweden dem Weizmann Institute of Science in Israel dem TANGO Program des University System of Taiwan und dem Kavli Institute for the Physics and Mathematics des Universums in Japan. Das Caltech-Team wird teilweise von der National Science Foundation finanziert.

LCOGT ist ein globales Netzwerk von 11 Ein-Meter- und Zwei-Meter-Teleskopen mit Hauptsitz in Santa Barbara, Kalifornien. Es verfügt über Teleskope in Hawaii, Texas, Australien, Südafrika und Chile.


4 Antworten 4

Ja! Sternkollisionen passieren natürlich. Damit Kollisionen wahrscheinlich sind, brauchen wir Umgebungen, in denen Sterne von Natur aus nahe beieinander liegen – im Allgemeinen ist die Kollisionsrate pro Volumeneinheit proportional zum Quadrat der Anzahldichte. Daher sind Sternhaufen mit hoher Dichte in Kugelsternhaufen optimal, wir können zentrale Dichten von $sim10^3$ Sternen pro Kubikparsec haben, ungefähr vier Größenordnungen größer als die lokale Sternenzahldichte. Das bedeutet, dass Fusionen mit einer entsprechend erstaunlichen Geschwindigkeit stattfinden sollten.

In Kugelsternhaufen kennen wir eine Population von Sternen, die als blaue Nachzügler bekannt sind. Dies sind Objekte, die durch die Verschmelzung zweier Sterne entstanden sind, die als massereiche und leuchtendere Sterne erscheinen als die übrigen Sterne im Haufen. Sie sollten sich anschließend so entwickeln, wie man Sterne der entsprechenden Masse und Zusammensetzung erwarten würde.

Eine dreifache Verschmelzung wirft jedoch einige Probleme auf, da es selbst in einem Kugelsternhaufen unwahrscheinlich ist, dass ein Verschmelzungsprodukt eine zweite Kollision durchläuft, bevor es sich weg entwickelt. Die erwartete Zeit, bevor ein bestimmter Stern eine enge Begegnung erfährt, beträgt $ ausim10^<11>left(frac<10^5Text^<-3>> ight)^<-1>left(frac> ight)^<-1>left(frac> ight)^<-1>left(frac<10 ext^<-1>> echts) ext$ wobei die Faktoren $M$ und $R$ entstehen, weil der Querschnitt des Sterns teilweise von seiner physikalischen Größe und teilweise von der Gravitationsfokussierung abhängt, dem Effekt, der den effektiven Querschnitt des Sterns durch seine Anziehungskraft vergrößert.

Nehmen wir an, die beiden Sterne mit der niedrigsten Masse verschmelzen. Selbst unter der Annahme, dass bei der Kollision keine Masse verloren geht, sollten sie eine kombinierte Masse von $Mapprox1.9M_$ haben, indem wir die entsprechende Masse-Radius-Homologie-Beziehung anwenden, wir können annehmen, dass sie einen Radius von ungefähr $R hat ca.1.5M_$ . In einem Cluster erwarten wir am unteren Ende möglicherweise $vsim10 ext^<-1>$ . Zusammengenommen erwarten wir, dass der Fusionsrest $sim3 imes10^<12>$ Jahre braucht, bevor er mit einem anderen Stern kollidiert, unter der Annahme einer Zahlendichte von $sim10^3 ext^<-3>$ . Zu diesem Zeitpunkt wird es sich weit von der Hauptreihe entfernt haben und zu einem Weißen Zwerg werden.


Bilden Sterne vor der Kollision ein binäres Sternensystem?

Wissenschaftler erfahren von Jahr zu Jahr mehr darüber, wie Sterne miteinander interagieren und unter welchen Bedingungen sie verschmelzen, kollidieren oder eine stabile Beziehung eingehen. Es gibt wenig schlüssige Beweise, die viele der Theorien über Sternverschmelzungen stützen, und die Beobachtung von Verschmelzungen in Aktion ist eine schwierige Aufgabe.

Die meisten Sterne verschmelzen oder kollidieren, weil sie zuerst eine Gravitationsbindung gebildet haben. Dies bedeutet, dass binäre Systeme das Vehikel sind, durch das die meisten Fusionen und Kollisionen stattfinden. Einige dieser Binärpaare beginnen sehr weit entfernt und werden durch einen Prozess unregelmäßiger Umlaufbahnen immer näher, bis sich Kontaktbinärdateien bilden.


Wenn die Sonne explodiert, werden wir sie sehen?

Tatsächlich werden wir höchstwahrscheinlich genug Zeit haben, um zu schreien und in Panik zu geraten, und dann wird es sehr schnell extrem heiß.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Sonne so weit von unserer Erde entfernt ist, um genau zu sein 93 Millionen Meilen (147,14 Millionen km).

Das von der Sonne emittierte Licht braucht also, wie oben erwähnt, etwa acht Minuten und 20 Sekunden, um endlich unseren Planeten zu erreichen, da die Sonnenstrahlen nur so schnell wie die Lichtgeschwindigkeit sein können.

Selbst wenn eine Explosion passiert, würde es also etwa achteinhalb Minuten dauern, bis wir es endlich realisieren.

Die Sache ist die, wenn die Sonne explodiert, wird sie eine extrem massive Energiemenge in Richtung der Erde (und anderer Planeten/Objekte) freisetzen.

Es wird erwartet, dass die Sonne die Energie von einigen Oktillionen Atomsprengköpfen auf die Erde abgeben würde, die Explosionen entspricht.

Die Hitze, der Druck und die Strahlung der Explosion erreichen die Erde jedoch viel später als die Explosion, da sie sich mit einer viel langsameren Geschwindigkeit als Lichtgeschwindigkeit fortbewegen.

Wie viel später? Niemand ist sich sicher, aber sobald die Explosion die Erdoberfläche erreicht, wird sie fast sofort alles Leben auf der Erde töten.

Selbst wenn einige Lebensformen auf der Erde die Explosion irgendwie überlebt haben, wird die resultierende Strahlung sie langsam aber sicher töten.

Die Explosion wird die Oberfläche des Planeten, die derzeit der Sonne zugewandt ist, fast sofort verdampfen, während die andere Seite 10 bis 20 Mal heißer als heute sein wird Oberfläche der Sonne, tötet jeden und alles sofort.

Ein weiterer zu berücksichtigender Aspekt ist, dass wir, sobald die Sonne explodiert, auch die Masse und die Schwerkraft der Sonne verlieren, sodass die Erde nichts mehr hätte, um das sie sich drehen könnte.

Das heißt, während dieser achteinhalb Minuten des drohenden Untergangs könnten wir die Veränderung der Erdbewegung spüren, die sich in einer geraden Linie statt in einer Umlaufbahn bewegt, und es besteht die Möglichkeit, dass die Erde auch mit einem anderen Objekt (oder Objekten) kollidiert.

Also, ja, wir werden höchstwahrscheinlich in der Lage sein, die Explosion der Sonne zu sehen, wenn sie passiert, aber höchstwahrscheinlich müssen wir uns darüber keine Sorgen machen, da dies, wie bereits erwähnt, solange nicht passiert, bis etwas Extremes passiert etwa 5 Milliarden Jahre in der Zukunft.


Mittwoch, 29. Mai 2013

Wie nimmt ein sich ansammelndes Schwarzes Loch Magnetfelder auf?

Auf dieser Seite gibt es tatsächlich eine ähnliche Frage: Kann Magnetismus einem Schwarzen Loch entkommen?, aber die Antworten konzentrieren sich nicht auf die Akkretion, was mein Hauptanliegen ist, also beginne ich ein neues.

In Kip Thornes Buch Schwarze Löcher und Zeitschleifen: Einsteins unerhörtes Vermächtnis, gibt es in Kapitel 9 einen Absatz, der beschreibt, wie das zentrale Schwarze Loch eines Quasars (oder einer Radiogalaxie) durch Akkretion ein Magnetfeld erhält:


Woher kommen diese magnetischen Feldlinien? Von der Festplatte selbst.
Alles Gas im Universum ist magnetisiert, zumindest ein bisschen, und das Gas der [Ansammlungs-] Scheibe ist keine Ausnahme. Während sich das Gas der Scheibe nach und nach in das Loch akkretiert,
es trägt seine magnetischen Feldlinien mit sich. Wenn sie sich dem Loch nähern, jeder
ein bisschen Gas gleitet seine magnetischen Feldlinien hinunter und durch den Horizont,
die Feldlinien hinter sich lassen, aus dem Horizont ragen und einfädeln
es [. ]. Diese Einfädelfeldlinien, fest
durch die umgebende Scheibe begrenzt, sollte dann das Loch extrahieren
Rotationsenergie nach dem Blandford—Znajek-Prozess.


Leider erscheint mir diese Beschreibung nicht klar (obwohl Thorne im Allgemeinen hervorragend darin ist, die Dinge im gesamten Buch zu erklären). Um genau zu sein, kann ich mir kein Bild davon machen, wie das Gas seine magnetischen Feldlinien durch den Ereignishorizont "herunterrutscht", während gleichzeitig das Magnetfeld aus dem Horizont "herausragt". Und hier schien Thorne keine originalen Forschungsarbeiten für weitere Studien aufzuzeigen.

(1) Glauben die heutigen Astronomen immer noch, dass die Scheibenakkretion der Hauptprozess ist, durch den supermassereiche Schwarze Löcher ein Magnetfeld aufbauen?

(2) Wenn die Antwort auf (1) "ja" ist, wie kann ich dann das Bild aufbauen (wenn es ein solches Bild gibt), das Thorne in seinem Absatz zu vermitteln versucht?

(3) Gibt es eine Forschungsarbeit, die dieses Problem ausführlich behandelt?


Neue Theorie besagt, dass Uran-Schneeflocken in Weißen Zwergen eine sternenzerstörende Explosion auslösen könnten

Dies ist ein zusammengesetztes Bild des Hubble-Weltraumteleskops einer Supernova-Explosion mit der Bezeichnung SN 2014J in der Galaxie M82. Mit einer Entfernung von etwa 11,5 Millionen Lichtjahren von der Erde ist sie die nächste Supernova ihrer Art, die in den letzten Jahrzehnten entdeckt wurde. Die Explosion wird als Supernova vom Typ Ia kategorisiert, die theoretisch in Doppelsystemen ausgelöst wird, die aus einem Weißen Zwerg und einem anderen Stern bestehen – der ein zweiter Weißer Zwerg, ein Stern wie unsere Sonne oder ein Riesenstern sein könnte. Bildnachweis: NASA, ESA, A. Goobar (Universität Stockholm) und das Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Ein Forscherpaar der Indiana University bzw. der Illinois University hat eine Theorie entwickelt, die darauf hindeutet, dass kristallisierende Uran-"Schneeflocken" tief im Inneren von Weißen Zwergen eine Explosion auslösen könnten, die groß genug ist, um den Stern zu zerstören. In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Physische Überprüfungsschreiben, C. J. Horowitz und M. E. Caplan beschreiben ihre Theorie und was sie für astrophysikalische Theorien über Weiße Zwerge und Supernovae bedeuten könnte.

Weiße Zwerge sind kleine Sterne, die den größten Teil ihres Kernbrennstoffs verbrannt haben – sie sind normalerweise viel kühler als früher und sehr dicht. In diesem neuen Versuch verwendeten Horowitz und Caplan Daten des Gaia-Weltraumobservatoriums, um zu theoretisieren, dass manchmal kleine Urankörner (aufgrund angereicherter Aktiniden) zu kristallisieren beginnen und sich bilden könnten, was sie als Schneeflocken bezeichnen. Sie vermuten, dass dies aufgrund der unterschiedlichen Schmelzpunkte des betreffenden Materials passieren könnte. Sie schlagen außerdem vor, dass dies zu einer Spaltung von Atomkernen führen könnte, was zu einer Reihe von Spaltungsreaktionen führen könnte, wenn sich die Feststoffe mit Aktiniden anreichern. Und wenn solche Reaktionen die Temperatur im Inneren des Sterns durch Zünden von Kohlenstoff erhöhen würden, würde das Ergebnis wahrscheinlich eine Verschmelzung von Atomkernen und schließlich eine sehr große Fusionsreaktion sein, die zu einer großen Explosion führen würde – wahrscheinlich groß genug, um den Stern zu zerstören . Sie stellen fest, dass ein solches Ereignis einer thermonuklearen Bombe ähnelt, die aufgrund von Spaltungsreaktionen detoniert.

Frühere Forschungen haben gezeigt, dass Weiße Zwerge manchmal explodieren – wenn sie dies tun, wird das Ergebnis als Supernova (Typ 1a) bezeichnet. Frühere Forschungen haben auch gezeigt, dass solche Explosionen dazu neigen, wenn ein Weißer Zwerg Material von einem zweiten, nahen Stern zieht. Die neue Theorie diskreditiert diese Forschung nicht, schlägt aber einen völlig neuen Mechanismus hinter einigen Explosionen von Weißen Zwergen vor. Stattdessen schlagen sie vor, dass eine Supernova, die aus einer thermonuklearen Explosion resultierte, die Arten von Supernovae erklären würde, die Ejektamassen unterhalb von Chandrasekhar aufweisen und kurze Verzögerungszeiten haben. Sie stellen fest, dass ihre Theorie noch vorläufig ist und dass viel mehr Arbeit erforderlich ist, um ihr mehr Glaubwürdigkeit zu verleihen.


Kollidierende Weiße Zwerge könnten einen Überriesenstern erschaffen

Von allen Sternen in unserer Galaxie sind zwei Klassen, bekannt als Wasserstoffmangel und R Coronae Borealis, äußerst selten. In unserer gesamten Galaxie wurden nur wenige Dutzend entdeckt. Und im Gegensatz zu den meisten Sternen da draußen haben sie fast keinen Wasserstoff. Stattdessen haben sie ungewöhnlich hohe Mengen eines seltenen Sauerstoffisotops.

Wo könnte der Ursprung dieser bizarren Objekte liegen? Ein internationales Astronomenteam glaubt, dass kollidierende Weiße Zwerge daran schuld sind.

Ein Weißer Zwerg ist das Schicksal, das unsere Sonne erwartet. Nachdem er seinen Wasserstoff als Brennstoff verbraucht hat, bewegt sich der Stern auf Helium und ballt sich zu einem roten Riesen auf. Aber sobald ihm der Helium-Brennstoff ausgeht, hat er nicht die Masse, um die Kette zu Kohlenstoff aufzusteigen. Stattdessen kollabiert es wieder zu einem kleinen, dunklen Objekt, das als Weißer Zwerg bezeichnet wird. Im Laufe der nächsten 25 Milliarden Jahre kühlt es langsam auf die Umgebungstemperatur des Universums ab.

Aber wenn zwei Weiße Zwerge kollidieren, könnten sie eine neue Gaswolke erzeugen, die heiß genug ist, um erneut nukleare Reaktionen in Gang zu setzen. Zwei tote Sterne bekommen eine weitere Chance auf Kernfusion und werden kurzzeitig wieder zu einem Überriesenstern.


Entstehung von Thorne Zytkow-Objekten (TZO’s)

Das Thorne Zytkow-Objekte sind definitiv einer der seltsamsten Sterne im Universum und der Grund dafür liegt in ihren Entstehungsweisen verborgen. Es gibt grundsätzlich 2 akzeptierte Theorien, die ihre Entstehung wie folgt beschreiben:

1. Eintauchen :

In einem Doppelsternsystem mit einem roten Überriesen und a Hauptreihenstern , Engulfing ist die Form der Bildung. Wenn der Rote Überriesenstern zu einer Supernova explodiert, entsteht ein Neutronenstern, der in der gravitativ gebundenen Umlaufbahn verbleibt. Aber im Laufe der Zeit (Tausende und sogar Millionen von Jahren) entwickelt sich der Hauptreihenstern zu einem roten Überriesen, bläst nach außen und verschlingt den Neutronenstern. Beim Eintritt in den Roten Überriesen führt der Widerstand zwischen dem Neutronenstern und den diffundierten äußeren Schichten des Überriesen zum Zerfall der Umlaufbahn des Doppelsternsystems.

Aus diesem Grund dreht sich der Neutronenstern spiralförmig in den Kern und verschmilzt mit ihm, und schließlich werden Thorne-Zytkow-Objekte gebildet. Wenn die kombinierte Masse des Kerns das Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Limit überschreitet, kollabiert der kombinierte Kern zu einem Schwarzen Loch. Wenn der Begleiter eines Neutronensterns a . ist weißer Zwerg dann entsteht ein TZO mit den Eigenschaften an R Coronae Borealis-Variable .

2. Kollision:

Wenn ein roter Überriese, der in einem Doppelsternsystem vorhanden ist, in eine asymmetrische Supernova explodiert, ist die Form der Bildung eine Kollision. Durch die asymmetrische Explosion bekommt der Neutronenstern durch Störungen in der Bindungsenergie des Doppelsternsystems einen „Kick“ nach einer Seite. Oft kollidiert der Neutronenstern mit seinem Begleiter und dringt in ihn ein.


Supernova kollidiert mit einem nahegelegenen Stern und überrascht Astrophysiker

In dem Film "Star Trek" von 2009 rast eine Supernova durch den Weltraum und vernichtet einen Planeten, der das Pech hat, ihm im Weg zu stehen. Fiktion natürlich, aber es stellt sich heraus, dass die Vorstellung nicht so weit hergeholt ist.

Mit dem nahegelegenen Las Cumbres Observatory (LCO) haben Astrophysiker der UC Santa Barbara etwas Ähnliches beobachtet: einen explodierenden Stern, der in einen nahegelegenen Begleitstern knallt. Darüber hinaus erkannten sie das flüchtige blaue Leuchten der Interaktion in einer noch nie dagewesenen Detailtiefe. Ihre Beobachtungen ergaben überraschende Informationen über den mysteriösen Begleitstern, eine Leistung, die durch die jüngsten Fortschritte bei der Verknüpfung von Teleskopen zu einem Roboternetzwerk ermöglicht wurde. Die Ergebnisse des Teams erscheinen im Journal Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe.

Die Identität dieses besonderen Gefährten wird seit mehr als 50 Jahren heiß diskutiert. Die in den letzten Jahren vorherrschende Theorie besagt, dass Supernovae entstehen, wenn sich zwei Weiße Zwerge spiralförmig zusammenschließen und verschmelzen. Diese neue Studie zeigt, dass die Supernova mit dem Begleitstern kollidierte, der kein Weißer Zwerg war. Weiße Zwergsterne sind die toten Kerne früher normaler Sterne wie der Sonne.

„Wir haben nach diesem Effekt gesucht – einer Supernova, die mit ihrem Begleitstern zusammenstößt – seit er 2010 vorhergesagt wurde“, sagte Hauptautor Griffin Hosseinzadeh, ein UCSB-Absolvent. "Andeutungen wurden schon früher gesehen, aber dieses Mal sind die Beweise überwältigend."

Bei der fraglichen Supernova handelt es sich um SN 2017cbv, eine thermonukleare Typ Ia, mit der Astronomen die Beschleunigung der Expansion des Universums messen. Es ist bekannt, dass diese Art von Supernova die Explosion eines Weißen Zwergs ist, obwohl sie zusätzliche Masse von einem Begleitstern benötigt, um zu explodieren.

Die von der UCSB geführte Forschung deutet darauf hin, dass der Weiße Zwerg Materie von einem viel größeren Begleitstern stahl – ungefähr das 20-fache des Sonnenradius –, was zur Explosion des Weißen Zwergs führte. Die Kollision der Supernova und des Begleitsterns schockierte das Supernova-Material und erhitzte es zu einem blauen Glühen, das schwer im ultravioletten Licht lag. Ein solcher Schock hätte nicht ausgelöst werden können, wenn der Begleiter ein anderer weißer Zwergstern wäre.

"Das Universum ist verrückter, als Science-Fiction-Autoren es sich vorzustellen gewagt haben", sagte Andy Howell, wissenschaftlicher Mitarbeiter am LCO und Ph.D. von Hosseinzadeh. Berater. "Supernovae können auch nahe Sterne zerstören und dabei unglaubliche Mengen an Energie freisetzen."

Co-Autor David Sand, außerordentlicher Professor an der University of Arizona, entdeckte die Supernova am 10. März 2017 in der Galaxie NGC 5643. Nur 55 Millionen Lichtjahre entfernt war SN 2017cbv eine der nächstgelegenen Supernovae, die in den letzten Jahren entdeckt wurden durch die DLT40-Durchmusterung mit dem Panchromatic Robotic Optical Monitoring and Polarimetry Telescope (PROMPT) in Chile, das nächtlich Galaxien in Entfernungen von weniger als 40 Megaparsec (120 Millionen Lichtjahre) überwacht. Dies war einer der frühesten Fänge aller Zeiten – innerhalb eines Tages, vielleicht sogar Stunden nach seiner Explosion. Die DLT40-Umfrage wurde von Sand und dem Co-Autor der Studie Stefano Valenti, einem Assistenzprofessor an der UC Davis, erstellt, die beide zuvor Postdoktoranden am LCO waren.

Innerhalb von Minuten nach der Entdeckung aktivierte Sand Beobachtungen mit dem globalen Netzwerk von LCO aus 18 Roboterteleskopen, die um die Erde herum angeordnet sind, sodass man sich immer auf der Nachtseite befindet. Dies ermöglichte es dem Team, sofortige und nahezu kontinuierliche Beobachtungen durchzuführen.

"Mit der Fähigkeit von LCO, die Supernova alle paar Stunden zu überwachen, konnten wir zum ersten Mal das volle Ausmaß des Auf- und Abstiegs des blauen Leuchtens sehen", sagte Hosseinzadeh. "Herkömmliche Teleskope hätten nur ein oder zwei Datenpunkte gehabt und sie verfehlt."

Howell verglich das Ereignis damit, astronomische Superkräfte zu erlangen, die Astronomen die Möglichkeit geben, das Universum auf neue Weise zu sehen. "Diese Fähigkeiten waren vor einigen Jahren nur ein Traum", sagte er. "Aber jetzt leben wir den Traum und erschließen dabei die Ursprünge von Supernovae."



Bemerkungen:

  1. Taye

    I absolutely agree with the previous statement

  2. Tannere

    Jetzt ist mir alles klar geworden, ich danke für die nötigen Informationen.



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