I en ny studie publicerad i The Astrophysical Journal , Dr. Li Zhenwei och hans medarbetare från Yunnan Observatories of the Chinese Academy of Sciences (CAS), och Dr. Zhang Yangyang från Zhoukou Normal University, föreslog en ny formationsmodell för massiva heta subdvärgar, som erbjuder förklaringar till en undergrupp av helium- rika heta subdvärgar observerade i kosmos.
Heta subdvärgar är en typ av extrem horisontell grenstjärna. Några av dessa stjärnor, upptäckta i nära binärer, anses vara potentiella gravitationsvågskällor (GW) för framtida rymdburna GW-detektorer. De distinkta kemiska egenheterna, särskilt helium (He) överflöd på deras ytor, fungerar som värdefulla verktyg för att förstå bildandet och utvecklingen av dessa himlakroppar.
Heta subdvärgar bildas i allmänhet genom binära interaktioner med antändningen av He-kärnan när donatorn initierar massöverföring nära spetsen av den röda jättegrenen (RGB). Detta scenario är känt som RGB-kanalen. Den senaste upptäckten av stjärnan SMSS J1920, den tredje kända binärfilen som består av en het subdwaf-stjärna och en växande vit dvärg, strider dock mot RGB-kanalen.
De starka Ca H- och K-linjerna med en blåförskjutning tyder på att binären troligen härrörde från det nyligen utstötande av det gemensamma kuvertet (en utstötningsålder på ~10 000 år). Däremot, för heta subdvärgar som produceras från RGB-kanalen, sträcker sig tiden sedan den gemensamma kuvertutkastningen till det nuvarande tillståndet flera tiotals miljoner år.
För att förklara bildandet av SMSS J1920 föreslog forskare en ny väg mot heta subdvärgar. Detta involverar en het subdvärg som produceras från den gemensamma utstötningsprocessen med en asymptotisk jättegren (AGB) som kallas AGB-kanalen. Till skillnad från den heta subdvärgen från en RGB-stjärna innehåller en het subdvärg från en AGB-stjärna en stor kärna av kol och syre (CO), heliumbrännande skal och ett vätehölje.
Med hjälp av state-of-the-art stjärnutvecklingskod, konstruerade forskare de evolutionära modellerna av de heta subdvärgarna från AGB-kanalen. De simulerade resultaten kan förklara de flesta av de viktiga observerade parametrarna för SMSS J1920, såsom evolutionär ålder, het subdvärgmassa, effektiv temperatur och ytgravitation.
AGB-kanalen kan inte bara förklara SMSS J1920 utan även några observerade speciella heta subdvärgar. AGB-kanalen kan producera heta subdvärgar med massor som överstiger 0,48 gånger solens massa. I RGB-kanalen hade dock de flesta heta subdvärgar massor av mindre än 0,48 gånger solens massa. Detta antydde att en del av de massiva heta subdvärgarna kan komma från AGB-kanalen.
Dessutom fann forskare att heta subdvärgar från AGB-kanalen i allmänhet uppvisar höga helium (He) överflöd, vilket kan tillskrivas partiell vätebränning i höljet. Därför kan de heta subdvärgarna från AGB-kanalen naturligt förklara en del av He-rika heta subdvärgar som observerats i kosmos.
Mer information: Zhenwei Li et al, A New Route to Massive Hot Subdwarfs:Common Envelope Ejection from Asymptotic Giant Branch Stars, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad2206
Journalinformation: Astrofysisk tidskrift
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
