Kesan seniman tentang sistem HD265435 sekitar 30 juta tahun dari sekarang, di mana katai putih yang lebih kecil mengubah sub-kurcaci panas menjadi bentuk “tetesan air mata” yang khas. Kredit: Universitas Warwick / Mark Garlick

• Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh University of Warwick telah membuat pemandangan langka dari sistem bintang biner menuju supernova
• Nasib sistem bintang ditentukan oleh perbedaan optik yang tidak biasa, tanda distorsi bintang tunggal menjadi bentuk tetesan air mata oleh pendamping kerdil putih masif.
• Supernova dari sistem bintang semacam itu dapat digunakan sebagai “lilin standar” untuk mengukur perluasan alam semesta

Para astronom telah membuat pemandangan langka dari dua bintang yang naik menuju kehancuran mereka dengan menemukan tanda-tanda peringatan dari bintang berbentuk tetesan air mata.

Bentuk tragis ini disebabkan oleh katai putih besar di dekatnya yang mendistorsi bintang dengan gravitasinya yang kuat, yang juga akan menjadi katalis untuk supernova yang akhirnya akan memakan keduanya. Ditemukan oleh tim astronom dan astrofisikawan internasional yang dipimpin oleh University of Warwick, ini adalah salah satu dari sedikit sistem bintang yang ditemukan yang suatu hari akan melihat bintang katai putih menyalakan kembali intinya.

Penelitian baru diterbitkan oleh tim pada 12 Juli 2021 di astronomi alam Dia menegaskan bahwa kedua bintang berada pada tahap awal spiral yang kemungkinan akan berakhir dalam supernova Tipe Ia, jenis yang membantu para astronom menentukan seberapa cepat alam semesta berkembang.

Penelitian ini menerima dana dari Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, lembaga penelitian Jerman) dan Science and Technology Facilities Council, bagian dari Inggris untuk Riset dan Inovasi.

HD265435 terletak sekitar 1.500 tahun cahaya dan terdiri dari bintang semi-kerdil panas dan bintang katai putih yang mengorbit berdekatan dengan kecepatan sekitar 100 menit. Katai putih adalah bintang “mati” yang telah membakar semua bahan bakarnya dan runtuh dengan sendirinya, membuatnya kecil tetapi sangat padat.

Secara umum diyakini bahwa supernova Tipe Ia terjadi ketika inti bintang katai putih terbakar, menghasilkan ledakan termonuklir. Ada dua skenario di mana ini bisa terjadi. Dalam kasus pertama, katai putih akan memperoleh massa yang cukup untuk mencapai 1,4 kali massa Matahari kita, yang dikenal sebagai batas Chandrasekhar. HD265435 cocok dengan skenario kedua, di mana massa total sistem bintang yang dekat dengan beberapa bintang mendekati atau di atas batas ini. Hanya beberapa sistem bintang lain yang telah ditemukan yang akan mencapai ambang ini dan mengarah ke supernova Tipe Ia.

Penulis utama Dr Ingrid Bellisoli dari Departemen Fisika Universitas Warwick, yang sebelumnya berafiliasi dengan Universitas Potsdam, menjelaskan: “Kami tidak tahu persis bagaimana supernova meledak, tetapi kami tahu bahwa itu harus terjadi karena kami melihatnya terjadi di tempat lain. di alam semesta.

“Salah satu caranya adalah jika kerdil putih memperoleh massa yang cukup dari sub kerdil panas, maka ketika keduanya mengorbit satu sama lain dan mendekat, materi akan mulai keluar dari sub kerdil panas dan jatuh ke kerdil putih. Cara lain adalah karena mereka kehilangan energi karena emisi gelombang gravitasi, mereka akan semakin dekat sampai mereka bergabung. Begitu katai putih mendapatkan massa yang cukup, itu akan berubah menjadi supernova.”

Menggunakan data dari NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), tim dapat mengamati sub-kerdil yang panas, tetapi bukan katai putih karena sub-kerdil yang panas jauh lebih terang. Namun, kecerahan ini bervariasi dari waktu ke waktu yang menunjukkan bahwa bintang telah terdistorsi menjadi bentuk tetesan air mata oleh objek masif di dekatnya. Dengan menggunakan pengukuran kecepatan radial dan kecepatan rotasi dari Observatorium Palomar dan Observatorium WM Keck, dan dengan memodelkan dampak benda besar tersebut pada sub-kerdil yang panas, para astronom dapat memastikan bahwa katai putih yang tersembunyi itu seberat matahari kita, tetapi sedikit lebih kecil dari Bumi. radius.

Dikombinasikan dengan massa sub-kerdil panas, yang hanya lebih dari 0,6 kali massa Matahari kita, kedua bintang memiliki massa yang dibutuhkan untuk membuat supernova Tipe Ia. Karena kedua bintang sudah cukup dekat untuk mulai berputar bersama, katai putih pasti akan berubah menjadi supernova dalam waktu sekitar 70 juta tahun. Model teoretis yang diproduksi khusus untuk penelitian ini memprediksi bahwa sub-katai panas akan menyusut menjadi bintang katai putih juga sebelum bergabung dengan pendampingnya.

Supernova tipe Ia penting bagi kosmologi sebagai “lilin standar”. Kecerahannya konstan dan untuk jenis cahaya tertentu, yang berarti bahwa para astronom dapat membandingkan kecerahan yang seharusnya mereka miliki dengan apa yang kita amati di Bumi, dan dari situ diketahui seberapa jauh mereka dengan tingkat akurasi yang baik. Dengan mengamati supernova di galaksi jauh, para astronom menggabungkan apa yang mereka ketahui tentang seberapa cepat galaksi ini bergerak dengan jarak kita dari supernova dan menghitung perluasan alam semesta.

Dr. Pelisoli menambahkan: “Semakin kita memahami cara kerja supernova, semakin baik kita dapat mengkalibrasi lilin standar kita. Ini sangat penting saat ini karena ada perbedaan antara apa yang kita dapatkan dari jenis lilin standar ini dan apa yang kita dapatkan melaluinya. metode lain.”

“Semakin kita memahami tentang bagaimana supernova terbentuk, semakin baik kita dapat memahami apakah perbedaan yang kita lihat ini disebabkan oleh fisika baru yang tidak kita sadari atau perhitungkan, atau hanya karena kita mengurangi ketidakpastian pada jarak tersebut.

“Ada perbedaan lain antara perkiraan dan tingkat supernova galaksi yang diamati, dan jumlah nenek moyang yang kita lihat. Kita dapat memperkirakan berapa banyak supernova yang akan ada di galaksi kita dengan mengamati banyak galaksi, atau dengan apa yang kita ketahui dari evolusi bintang, dan jumlah ini konsisten. Tapi jika kita mencari Obyek yang bisa menjadi supernova, kita tidak punya cukup. Penemuan ini sangat berguna dalam membuat perkiraan kontribusi apa yang bisa disumbangkan oleh sub-kerdil panas dan biner kerdil putih. Masih sepertinya tidak banyak, dan tidak ada saluran yang kami amati tampaknya cukup.”.

Referensi: “Filter Hot Semi-Dwarf White Dwarf Super Chandrasekhar Supernova Ia Ancestor” oleh Ingrid Bellisoli, B. Neontophil, S. Gere, T. Kupffer, U Heber, A Ergang, de Schneider, A Bastian, J. van Roestel, V. Schaffenroth dan BN Barlow, 12 Juli 2021, Tersedia di sini. astronomi alam.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01413-0