Ett exempel på ett konstnärsintryck av en vit dvärg – i den här bilden den vita dvärgen MV Lyrae – som växer fram när den drar in material från en sällskapsstjärna. Kredit:Helena Uthas
Astronomer har använt en planetjaktsatellit för att se en vit dvärg plötsligt slå på och av för första gången.
Forskarna ledda av Durham University, STORBRITANNIEN, använde NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) för att observera det unika fenomenet.
Vita dvärgar är vad de flesta stjärnor blir efter att de har bränt av vätet som driver dem. De är ungefär lika stora som jorden, men har en massa närmare solens.
Den vita dvärgen som observerats av teamet är känd för att växa fram, eller matning, från en kretsande följeslagare.
Med de nya observationerna såg astronomerna att den tappade ljusstyrkan på 30 minuter, en process som endast tidigare sett inträffa hos växande vita dvärgar under en period av flera dagar till månader.
Ljusstyrkan hos en växande vit dvärg påverkas av mängden omgivande material den matar på, så forskarna säger att något stör dess matförsörjning.
De hoppas att upptäckten kommer att hjälpa dem att lära sig mer om fysiken bakom ackretion – där föremål som svarta hål, vita dvärgar och neutronstjärnor livnär sig på omgivande material från närliggande stjärnor.
Resultaten publiceras i tidskriften Natur astronomi .
TW Pictoris är ett relativt ljusstarkt binärt system där en vit dvärg samlar upp material från en medföljande stjärna. Observationer med Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) har avslöjat hur TW Pictoris plötsligt och abrupt bleknar på mindre än 30 minuter. Figuren visar hur TESS-observationerna avslöjar denna övergång från ett ljust läge markerat med blått, till ett svagt läge markerat i rött. Kredit:Simone Scaringi
Teamet observerade fenomenet i det binära systemet med vit dvärg, TW Pictoris, som finns ca 1, 400 ljusår från jorden.
TW Pictoris består av en vit dvärg som matas från en omgivande ansamlingsskiva som drivs av väte och helium från sin mindre följeslagare. När den vita dvärgen äter – eller växer fram – blir den ljusare.
Genom att använda den exakta observationsdetaljen som erbjuds av TESS – som normalt används för att leta efter planeter utanför vårt solsystem – såg det Durham-ledda teamet plötsliga fall och ökningar i ljusstyrka som aldrig tidigare setts i en växande vit dvärg på så korta tidsskalor.
Eftersom flödet av material till den vita dvärgens ansamlingsskiva från dess följestjärna är relativt konstant bör det inte drastiskt påverka dess ljusstyrka på så korta tidsskalor.
Istället, forskarna tror att det de bevittnar kan vara omkonfigurationer av den vita dvärgens magnetfält på ytan.
Under "på"-läget, när ljusstyrkan är hög, den vita dvärgen matar sig från ansamlingsskivan som den normalt skulle göra. Plötsligt och plötsligt stängs systemet av och dess ljusstyrka sjunker.
Den helt integrerade Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), som lanserades 2018 för att hitta tusentals nya planeter som kretsar kring andra stjärnor. Forskare ledda av Durham University, STORBRITANNIEN, använde TESS för att observera det vita dvärgen binära systemet TW Pictoris. Kredit:Orbital ATK / NASA
Forskarna säger att när detta händer snurrar magnetfältet så snabbt att en centrifugalbarriär stoppar bränslet från ansamlingsskivan som ständigt faller på den vita dvärgen.
Under denna fas regleras mängden bränsle som den vita dvärgen kan mata på genom en process som kallas magnetisk grind.
I detta fall, det snurrande magnetfältet hos den vita dvärgen reglerar bränslet som passerar genom en "port" till ackretionsskivan, vilket leder till halvregelbundna små ökningar av ljusstyrkan som astronomerna ser.
Efter en tid, systemet "på" sporadiskt igen, och ljusstyrkan ökar tillbaka till sin ursprungliga nivå.
Huvudförfattare Dr Simone Scaringi, i Center for Extragalactic Astronomy, vid Durham University, STORBRITANNIEN, sa:"Ljusstyrkevariationerna som ses hos växande vita dvärgar är i allmänhet relativt långsamma, sker på tidsskalor från dagar till månader.
"Att se ljusstyrkan hos TW Pictoris sjunka på 30 minuter är i sig extraordinärt eftersom det aldrig har setts hos andra växande vita dvärgar och är helt oväntat från vår förståelse av hur dessa system är tänkta att matas genom ackretionsskivan. Det verkar vara slå på och av.
NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) flyttas in i Payload Hazardous Servicing Facility vid byråns Kennedy Space Center i Florida. Kredit:NASA/Frankie Martin
"Detta är verkligen ett tidigare okänt fenomen och eftersom vi kan göra jämförelser med liknande beteende i de mycket mindre neutronstjärnorna kan det vara ett viktigt steg för att hjälpa oss att bättre förstå processen för hur andra anhopande objekt livnär sig på materialet som omger dem och magnetfältens viktiga roll i denna process."
Eftersom vita dvärgar är vanligare i universum än neutronstjärnor, astronomerna hoppas kunna leta efter andra exempel på detta beteende i framtida forskningsprojekt för att lära sig mer om accretion.
Forskargruppen inkluderade också det italienska nationella institutet för astrofysik, det sydafrikanska astronomiska observatoriet, University of Cape Town och University of the Free State, både Sydafrika, Radboud University, Nederländerna, University of Southampton, STORBRITANNIEN, och University of Notre Dame, U.S.
