백색 왜성은 여전히 ​​안정적인 열핵 활동을 할 수 있습니다

죽어가는 별이 그들을 더 젊게 보이게 할 수 있습니까? 의 새로운 가이드 나사/이것은 놀랍다 허블 우주 망원경 그는 백색왜성이 말년에 수소를 계속 태울 수 있어 실제보다 더 젊게 보일 수 있다고 지적합니다. 이 발견은 천문학자들이 성단의 나이를 측정하는 방법에 영향을 미칠 수 있습니다.

NASA/ESA 허블 우주 망원경의 관측은 백색 왜성을 불활성이고 천천히 냉각되는 별이라는 일반적인 견해에 도전을 받았습니다. 국제 천문학 그룹이 백색 왜성이 표면의 수소를 연소시켜 노화 속도를 늦출 수 있다는 첫 번째 증거를 발견했습니다.

“우리는 백색 왜성이 여전히 안정적인 열핵 활동을 할 수 있다는 최초의 관측 증거를 발견했습니다.”라고 연구를 주도한 이탈리아 국립 천체 물리학 연구소와 Alma Mater Studiorum Universita di Bologna의 Jianxing Chen이 설명했습니다. “일반적인 것에 어긋나기 때문에 이것은 엄청난 놀라움이었습니다.”

백색 왜성은 삶의 마지막 단계에서 외부 층을 흘리는 천천히 차가운 별입니다. 그것들은 우주의 흔한 것들입니다. 우주에 있는 모든 별의 대략 98%는 결국 우리 태양을 포함하여 백색 왜성이 될 것입니다.^[1] 이러한 냉각 단계를 연구하면 천문학자들이 백색 왜성뿐만 아니라 초기 단계도 이해하는 데 도움이 됩니다.

근본적인 물리학을 조사하기 위해 백색 왜성 진화론, 천문학자들은 두 개의 거대한 성단인 구상 성단 M3과 M13에서 차가운 백색 왜성을 비교했습니다.^[2] 이 두 그룹은 연령 및 광물화와 같은 많은 물리적 특성을 공유합니다.^[3] 그러나 결국 다른 백색 왜성을 일으킬 별의 별자리. 특히, 수평 가지라고 알려진 진화 단계에서 별의 전체 색상은 M13에서 더 파란색으로 나타나 더 뜨거운 별 그룹이 있음을 나타냅니다. 함께 M3와 M13은 서로 다른 백색 왜성 그룹이 얼마나 추운지 테스트하기 위한 이상적인 자연 실험실이 됩니다.

이 이미지는 M13의 대규모 보기를 보여줍니다. 이미지 크레디트: ESA/Hubble, 디지털화된 하늘 조사 2. 감사의 말: D. De Martin

“우리의 허블 관측의 놀라운 품질은 우리에게 두 구상성단의 성단에 대한 완전한 시야를 제공했습니다.”라고 Chen이 말했습니다. “이를 통해 우리는 M3와 M13에서 별이 어떻게 발달하는지 비교할 수 있었습니다.”

팀은 허블의 광시야 카메라 3을 사용하여 자외선 근처의 파장에서 M3와 M13을 관찰하여 두 그룹에서 700개 이상의 백색 왜성을 비교할 수 있었습니다. 그들은 M3가 단순히 항성 코어를 냉각시키는 표준 백색 왜성을 포함하고 있음을 발견했습니다. 반면에 M13에는 두 종류의 백색 왜성이 있습니다. 표준 백색 왜성과 수소 외부 껍질에 달라붙어 더 오래 연소되어 천천히 냉각되는 백색 왜성입니다.

그들의 결과를 M13의 항성 진화에 대한 컴퓨터 시뮬레이션과 비교함으로써, 연구원들은 M13의 백색 왜성의 거의 70%가 표면에서 수소를 연소시켜 냉각 속도를 늦추는 것을 보여줄 수 있었습니다.

이 사진은 M3의 넓은 시야를 보여줍니다. 이미지 크레디트: ESA/Hubble, 디지털화된 하늘 조사 2. 감사의 말: D. De Martin

이 발견은 천문학자들이 세계 별의 나이를 측정하는 방법에 영향을 미칠 수 있습니다 은하수. 백색 왜성의 진화는 이전에 예측 가능한 냉각 과정으로 모델링되었습니다. 나이와 온도 사이의 상대적으로 직접적인 관계로 인해 천문학자들은 백색 왜성의 냉각 속도를 항성단, 특히 구상 성단과 산개 성단의 나이를 결정하는 자연 시계로 사용하게 되었습니다. 그러나 백색 왜성의 수소를 태우면 이러한 나이 추정치가 10억 년 정도 부정확해질 수 있습니다.

“우리의 발견은 별이 노화되는 방식에 대한 새로운 관점을 볼 때 백색 왜성의 정의에 도전합니다.”라고 연구를 조정한 이탈리아 국립 천체 물리학 연구소(Alma Mater Studiorum Universita di Bologna)의 프란체스코 페라로(Francesco Ferraro)가 덧붙였습니다. “우리는 현재 M13과 유사한 다른 성단을 연구하여 별이 천천히 노화되도록 하는 얇은 수소 외피를 유지하도록 하는 조건을 제한합니다.”

노트

1. 태양은 100억 년의 수명 중 46억 년 밖에 되지 않습니다. 태양이 핵의 수소를 고갈시키면 태양은 적색 거성으로 팽창하여 내부 행성을 집어삼키고 지구 표면을 태울 것입니다. 그런 다음 태양에 노출된 핵은 천천히 냉각되는 백색 왜성으로 남겨두고 외부 층을 벗어납니다. 이 별의 불씨는 엄청나게 조밀하여 태양 질량의 상당 부분을 대략 지구 크기의 구체로 모을 것입니다.
2. M3는 거의 50만 개의 별을 포함하고 있으며 별자리 Canes Venatici에 있습니다. 때때로 헤라클레스 대 구상성단으로 알려진 M13에는 수십만 개의 별이 포함되어 있지 않습니다. 백색 왜성은 구상 성단의 나이를 추정하는 데 자주 사용되므로 허블의 상당한 시간은 인구 밀도가 높은 고대 구상 성단에서 백색 왜성을 탐사하는 데 사용되었습니다. 허블은 2006년 처음으로 구상성단에서 백색왜성의 존재를 직접 관찰했다.
3. 천문학자들은 수소와 헬륨이 아닌 다른 원소로 구성된 별의 비율을 설명하기 위해 “금속성”이라는 단어를 사용합니다. 우주에 있는 물질의 대부분은 수소 또는 헬륨입니다. 예를 들어 태양을 예로 들면 질량의 74.9%는 수소, 23.8%는 헬륨, 나머지 1.3%는 천문학자들이 언급하는 다른 모든 원소의 혼합물입니다. “금속”으로.

추가 정보

허블 우주 망원경은 유럽 우주국과 NASA의 국제 협력 프로젝트입니다.

이 연구의 국제 천문학 팀은 Jiancheng Chen(Alma Mater Studiorum Universita di Bologna 및 Astrophysics and Space Observatory in Bologna), Francesco R Ferraro(Alma Mater Studiorum Universita di Bologna 및 Astrophysics and Astronomy Observatory in Bologna), Mario Cadialano( 볼로냐 천문대 천체 물리학 및 우주 과학), Maurizio Salaris(리버풀 존 무어스 대학교), Barbara Lanzoni(Alma Mater Studiorum Universita di Bologna 및 천체 물리학 및 우주 과학 관측소 볼로냐), Christina Palanca(Alma Mater Studiorum Universita di Bologna) 및 Leandro G. Althaus(Universidad Nacional de La Plata 및 CCT – CONICET Centro Cientifico Tecnologico La Plata) 및 Emanuele Dalessandro(볼로냐의 천체 물리학 및 우주 과학 관측소).