• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare identifierar en sällsynt magnetisk propeller i ett binärt stjärnsystem

    En illustration av en snabbt snurrande, magnetisk vit dvärg som avvisar givargasen i den kataklysmiska variabeln känd som J0240. Kredit:Dr Mark Garlick

    Forskare vid University of Notre Dame har identifierat den första förmörkande magnetiska propellern i ett kataklysmiskt variabelt stjärnsystem, enligt forskning som kommer i Astrofysisk tidskrift .

    Stjärnsystemet, kallad J0240, är bara den andra i sitt slag på rekord. Den identifierades 2020 som en ovanlig kataklysmisk variabel - ett binärt system bestående av en vit dvärgstjärna och en massdonerande röd stjärna. I vanliga fall, den kompakta vita dvärgstjärnan samlar den donerade gasen och växer i massa. I J0240, dock, den snabbt snurrande, magnetisk vit dvärg avvisar donatorns gas och driver den ut ur det binära systemet.

    "Det krävs en snabbt snurrande dvärg med ett starkt magnetfält för att skapa en propeller, sade Peter Garnavitj, professor i astrofysik och kosmologisk fysik och ordförande för institutionen för fysik vid Notre Dame, och huvudförfattare till studien som presenterade bevis på propellersystemet. "I vanliga fall, gas som kommer från givarstjärnan kommer att landa på den vita dvärgen. Det är lika vanligt som sand på en strand. Men i en magnetisk propeller, gasen sprutas ut från binären i ett brett spiralmönster - som en grässprinkler som vattnar din trädgård."

    Vita dvärgar är de täta resterna av lågmassa stjärnor som vår sol, som forskare säger kommer att utvecklas till en vit dvärg inom ytterligare fem miljarder år eller så. Utan en sällskapsstjärna, dock, solen kommer aldrig att vara en del av ett kataklysmiskt variabelt system.

    Den enda andra kataklysmiska variabeln som liknar J0240 är AE Aquarii, ett binärt stjärnsystem känt sedan 1950-talet och tros också vara ett magnetiskt propellersystem. Omvänt, J0240 observeras nära det binära omloppsplanet, vilket innebär att gasen som skjuts ut från systemet ses silhuettad mot stjärnornas ljus. Detta är det första direkta beviset på att en magnetisk propeller skjuter ut den röda stjärnans donerade gas.

    "Det som är unikt med systemet är att vi faktiskt kan se gasklumpar när de skjuts ut av propellern, "Garnavich sa. "Den gasen blockerar en del av ljuset från båda stjärnorna och vi kan direkt se den absorptionen i våra data."

    Garnavichs team påbörjade observationer vid Large Binocular Telescope i Safford, Arizona, där forskarna kunde registrera förekomsten av utbrott och solförmörkelser som illustrerade den vita dvärgstjärnans snabba snurrande, och magnetfältets dragkraft – som driver ut inkommande gaser som annars skulle läggas till stjärnan men istället skapar en spiral av gas som expanderar bort från de två stjärnorna.

    "Ju mer vi observerade stjärnan, ju mer spännande det verkade, " sa Garnavich. Teamet samlade observationer i september, Oktober och november 2020. Data som samlades in i september fångade första halvan av J0240:s omloppsbana. I oktober, laget tog den andra halvleken.

    "Lackorna vi ser är miniexplosioner som blåser av gas i 6 miljoner miles per timme, eller 1 procent av ljusets hastighet, " han sa.

    Blossningen försvinner när den röda följeslagaren kommer i vägen under en förmörkelse. Från tidpunkten för förmörkelserna, teamet kunde fastställa platsen för blossarna. "Blossningen kommer från mycket nära den kompakta följeslagaren, troligen från smällen som gasen får när den närmar sig det snabbt snurrande magnetfältet, " sa Garnavitj.

    Garnavich hoppas kunna lära sig mycket mer av J0240-binären från ytterligare observationer. En av de stora okända är den vita dvärgens spinperiod, som teamet inte kunde upptäcka. "Propellerns energi kommer från den snurrande vita dvärgen, så vi förväntar oss att spinnhastigheten kommer att sakta ner över tiden. När det tar slut, propellern kommer att stanna och systemet kommer att se ut som en vanlig kataklysmisk variabel, sa Garnavitj.

    "Den största frågan är exakt hur kommer man in i det här tillståndet, " sa han. "Det är en mycket kortvarig fas där du har en magnetisk vit dvärg som snurrar ungefär lika snabbt som den kan snurra utan att faktiskt flyga isär. Att snurra så snabbt med ett starkt magnetfält – verkar som att det inte kan vara en slump."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com