Бели патуљци су густи остаци који остају након што звезда престане да производи енергију кроз нуклеарну фузију, фазу коју наше сунце достиже далеко у будућности. Ови звездани остаци се понашају на необичан начин, јер се због њихове унутрашње структуре смањују како добијају на маси, због чега су познати као дегенерисане звезде.
Бели патуљци често постоје у бинарним системима, где две звезде круже једна око друге. Већина ових парова је изузетно стара на галактичким временским скалама и охладила се на температуре близу 4.000 степени Келвина. Недавна запажања су, међутим, открила групу краткопериодних бинарних система у којима звезде заврше орбиту за мање од сат времена. Ови парови који се брзо крећу не одговарају утврђеним предвиђањима, јер се чини да су многи отприлике двоструко већи од очекиване величине и имају температуре између 10.000 и 30.000 степени Келвина.
Истраживање улоге загревања плиме и осеке
Ово неочекивано понашање навело је истраживачки тим на челу са Луси Оливијом Мекнил са Универзитета Кјото да испита утицај плимних сила у овим системима. Плима и осека често искривљују објекте који деле блиске орбите, утичући на то како се те орбите развијају током времена.
„Загревање плиме и осеке има извесног успеха у објашњавању температура Врућих Јупитера и њихових орбиталних својстава са њиховим звездама домаћинима. Зато смо се запитали: у којој мери грејање плиме може да објасни температуре белих патуљака у краткотрајним бинарним системима?“ пита Мекнил.
Да би истражили ово питање, истраживачи су развили теоријски модел дизајниран да процени колико се бели патуљци загревају у краткотрајним бинарним системима. Модел је направљен тако да буде широко применљив, што омогућава процену историје температуре и будућих орбиталних промена белих патуљака у овим системима.
Плимне силе преобликују еволуцију белог патуљака
Анализа тима показала је да интеракције плиме и осеке могу играти главну улогу у томе како ове звезде еволуирају. Конкретно, гравитационо привлачење мањег белог патуљка може повећати унутрашњу топлоту унутар већег, али мање масивног пратиоца. Ова додатна топлота узрокује ширење звезде и подиже температуру њене површине на најмање 10.000 степени Келвина.
Због ове експанзије, истраживачи предлажу да ће бели патуљци вероватно бити двоструко већи од предвиђених стандардном теоријом на месту где почињу да размењују материјал, што је фаза позната као пренос масе. Као резултат, ови парови кратког периода могу почети да комуницирају у орбиталним периодима који су три пута дужи него што су научници раније веровали.
„Очекивали смо да ће загревање плиме повећати температуру ових белих патуљака, али смо били изненађени када смо видели колико се орбитални период смањује за најстарије беле патуљке када њихови Рошови режњеви дођу у контакт“, каже Мекнил.
Импликације за звездане експлозије и будућа истраживања
Бели патуљци у изузетно уским орбитама ће на крају ступити у интеракцију и емитовати гравитационо зрачење. Системи ове врсте се сматрају могућим пореклом супернова типа Иа и катаклизмичких варијабли, два драматична и научно важна космичка догађаја.
Гледајући унапред, тим има за циљ да примени свој модел на бинарне системе направљене од угљеник-кисеоника белих патуљака. Њихов циљ је да боље разумеју потенцијалне путеве који воде до експлозија типа Иа, посебно да ли реална предвиђања температуре подржавају сценарио двоструке дегенерације (спајања).
