Alrededor del 97% de todas las estrellas de nuestro universo están condenadas a terminar sus vidas como enanas blancas, lo que representa la etapa final de la evolución.Al igual que las estrellas de neutrones, las enanas blancas se forman después de que la estrella se queda sin combustible nuclear y sufre un colapso gravitacional, y la capa exterior se desprende para convertirse en los restos de una estrella en miniatura.Este será el destino de nuestro Sol dentro de miles de millones de años, convirtiéndose en una gigante roja antes de expandirse y perder su capa exterior.
A diferencia de las estrellas de neutrones, que se originan a partir de estrellas más masivas, las enanas blancas alguna vez tuvieron una masa unas ocho veces o menos que nuestro Sol.Para los científicos, la densidad y gravedad de estos objetos es una oportunidad para estudiar las leyes de la física en las condiciones más extremas imaginables.De acuerdo anueva investigaciónUno de estos objetos, dirigido por investigadores de Caltech, es la enana blanca más pequeña y más grande jamás vista.
El estudio que explica los resultados de investigación del equipo de investigación.1 de juliocastilloProblemade la revista científica Nature.investigación dirigida porIlaria Kaiazo, Sherman Fairchild Postdoctoral Fellow y Caltech Fellow en Astrofísica TeóricaUniversidad de Columbia Britanica(UBC), UC Santa Cruz yInstituto de Ciencias Weismanen Rehobot, Israel
También conocida como ZTF J190132.9+145808.7 (también conocida como ZTF J1901+1458), esta enana blanca se encuentra a unos 130 años luz de la Tierra y es 1,35 veces más masiva que nuestro Sol.Sin embargo, con un radio estelar de aproximadamente 1810 km (1125 millas), esta enana blanca es ligeramente más grande que la Luna (1737,4 km, 1080 millas), lo que la convierte en la enana blanca más pequeña y masiva jamás observada.Como explicó recientemente Caiazzo,presione soltarEn el Observatorio WM Keck:
“Puede parecer contrario a la intuición, pero las pequeñas enanas blancas son, por cierto, más grandes.Esto se debe al hecho de que las enanas blancas no tienen una combustión nuclear que mantenga a las estrellas normales en contra de su propia gravedad, sino que son dimensionadas por la mecánica cuántica”.
Esta enana blanca también tiene un campo magnético extremo en el rango de 600 a 900 megauss (MG) en toda su superficie, que es aproximadamente mil millones de veces más poderoso que nuestro Sol.Este campo magnético tiene uno de los períodos de rotación más rápidos observados en enanas blancas aisladas y rota el eje de la estrella una vez cada 6,94 minutos.Además, el estudio de estas enanas blancas ya les está dando a los astrónomos una idea de cómo terminan sus vidas los sistemas binarios.
Esta curiosa enana blanca fue descubierta originalmente por el becario postdoctoral de Caltech Kevin Burdge, coautor del estudio reciente.Basado en imágenes de todo clima tomadas deCentro de transición de Zwicky(ZTF) En combinación con los datos del Observatorio Gaia de la ESA en el Observatorio Palomar de Caltech, quedó claro que la enana blanca también era muy pesada y giraba rápidamente.
Se realizó una caracterización adicional usandoTelescopio Hale de 200″en palomaObservatorio WM Kek,Telescopio de reconocimiento panorámico y sistema de respuesta rápida(PanSTARRS), de la ESAObservatorio Gaia, y de la NASAObservatorio Neil Gerrells Swift.El espectro obtenido con Keck esespectrómetro de imágenes de baja resolución(LRIS) reveló una señal de un fuerte campo magnético, y los datos ultravioleta de Swift ayudaron a limitar el tamaño y la masa de las enanas blancas.
Entre un fuerte campo magnético y una velocidad de rotación de 7 minutos, Caiazza y sus colegas están empezando a pensar que ZTF J1901+1458 es el resultado de la fusión de dos pequeñas enanas blancas en una sola.Alrededor del 50% de las estrellas en el universo observable son sistemas binarios con dos compañeras estelares orbitando entre sí.Si cada una de estas estrellas tiene menos de ocho masas solares, se convertirán en enanas blancas y eventualmente se fusionarán para formar variantes más grandes.
Este proceso aumenta el campo magnético de la enana blanca resultante y acelera su rotación en comparación con la enana blanca del bulbo.También explicaría cómo ZTF J1901+1458 concentra una masa tan significativa en un volumen ligeramente mayor que la luna.Caiazzo también teorizó que el resto podría en algún momento ser lo suficientemente masivo como para convertirse en una estrella de neutrones.
“Hemos capturado un objeto muy interesante que no es lo suficientemente grande como para explotar.Estamos investigando qué tan grande es una enana blanca.Esto es altamente especulativo, pero una enana blanca es lo suficientemente masiva como para causar el colapso de una estrella de neutrones.Es tan masivo y denso que los electrones en el núcleo son capturados por protones en el núcleo para formar neutrones.Cuando se elimina una cantidad suficientemente grande de electrones, el núcleo colapsará porque la presión de los electrones mantiene la estrella intacta contra la gravedad”.
Si su hipótesis es correcta, podría significar que una proporción significativa de las otras estrellas de neutrones en nuestra galaxia no comenzaron a partir de estrellas masivas sino que evolucionaron a partir de estrellas binarias más pequeñas.El hecho de que el objeto recién descubierto esté muy cerca de la Tierra (~130 años luz) y sea relativamente joven (del orden de 100 millones de años) indica que objetos similares son comunes en nuestra galaxia.
En el futuro, Caiazzo y sus colegas esperan usar ZTF para encontrar enanas blancas como ZTF J1901+1458, así como más en general.Un censo de enanas blancas permitirá a los científicos estudiar a toda la población y determinar cuántas estrellas masivas han experimentado supernovas y cuántas han combinado compañeros binarios al final de su vida.
Hay demasiadas preguntas por responder, como “¿Cuál es la tasa de fusiones de enanas blancas en las galaxias? ¿Es eso suficiente para explicar la cantidad de supernovas de Tipo Ia?”Ella dijo.“¿Cómo se crea el campo magnético en un evento tan poderoso y por qué hay tanta variabilidad en la intensidad del campo magnético entre las enanas blancas?Encontrar la gran cantidad de enanas blancas nacidas de la fusión ayudará a responder todas estas preguntas”.
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