Kesan seorang seniman tentang dua kurcaci putih dalam proses penggabungan.
(Gambar: © University of Warwick / Mark Garlick)
Raksasa katai putih Bintang mungkin merupakan keturunan dari tabrakan antara dua kurcaci putih lainnya, sebuah studi baru menemukan.
Temuan baru menunjukkan bahwa kerdil putih ultramassive lainnya dengan asal yang sama bisa ada; ini dapat membantu menjelaskan seberapa besar kerdil putih harus meledak dalam supernova, kata para ilmuwan di balik penelitian baru itu.
Katai putih adalah inti bintang mati seukuran Bumi yang redup dan memudar yang tertinggal setelah bintang berukuran rata-rata kehabisan bahan bakar dan melepaskan lapisan luarnya. Matahari kita suatu hari akan menjadi katai putih, seperti halnya lebih dari 90% bintang di galaksi kita.
Para ilmuwan mempelajari katai putih yang dikenal sebagai WDJ0551 + 4135, yang terletak sekitar 150 tahun cahaya dari Bumi. Temuan terbaru dari Badan Antariksa Eropa Teleskop Gaia menyarankan bahwa objek ini mungkin kerdil putih besar. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang bintang mati yang tidak biasa ini, para ilmuwan menganalisisnya menggunakan data dari Teleskop William Herschel di Kepulauan Canary.
Dengan memeriksa spektrum warna dalam cahaya yang dipancarkan oleh katai putih, para astronom mampu mengidentifikasi bahan kimia di dalam bintang. Tanpa diduga, para peneliti menemukan tingkat karbon yang tinggi di atmosfer objek, yang belum pernah dilihat para ilmuwan sebelumnya di white dwarf.
"Katai putih memiliki struktur internal seperti bawang, karena berlapis-lapis," kata pemimpin penelitian Mark Hollands, seorang astrofisika di University of Warwick di Inggris, kepada Space.com. "Di inti kerdil putih, sebagian besar massanya terbuat dari karbon dan oksigen, dan kemudian Anda biasanya memiliki lapisan helium di atasnya, dan kemudian lapisan hidrogen. Jadi, ketika Anda mengarahkan teleskop ke putih kurcaci, Anda hanya melihat lapisan luar. "
Struktur itu berarti yang dipelajari para ilmuwan katai putih biasanya hanya melihat hidrogen atau hanya helium, atau mungkin campuran helium dan karbon. Tapi bukan itu yang dilihat Hollands dan rekan-rekannya di kurcaci putih ini.
"Anda tidak pernah berharap untuk melihat hidrogen dan karbon dicampur bersama dalam katai putih - harus ada lapisan helium yang membuat mereka terpisah," kata Hollands. "Itu benar-benar aneh dan sangat mengejutkan dan menimbulkan pertanyaan besar tentang bagaimana hal itu bisa terjadi."
Hollands dan rekan-rekannya mengatakan mereka memiliki solusi untuk teka-teki ini: Struktur aneh berasal ketika dua kurcaci putih lainnya saling berhimpitan dan jeroan mereka bercampur, tulis para ilmuwan. Tetapi katai putih besar baru-baru ini tidak cukup besar untuk memicu supernova, meninggalkan bintang besar yang aneh itu utuh.
Bagi para peneliti, petunjuk kunci untuk misteri ini adalah massa katai putih ini. Sebagian besar katai putih sekitar 0,6 kali massa matahari, tetapi WDJ0551 + 4135 hampir dua kali lipat massa rata-rata katai putih, dengan 1,14 massa matahari, semua dipadatkan menjadi ruang hanya dua pertiga dari diameter Bumi.
Petunjuk lain adalah usia jelas kurcaci putih ini. Katai putih yang lebih tua biasanya lebih dingin dan mengorbit bagian tengah Bima Sakti lebih cepat daripada rekan-rekan mereka yang lebih muda, karena mereka telah kehilangan lebih banyak panas dari waktu ke waktu dan telah mengalami lebih banyak interaksi gravitasi dengan bintang-bintang lain yang mempercepat mereka. Namun, WDJ0551 + 4135 bergerak lebih cepat dari 99% kurcaci putih terdekat lainnya yang memiliki suhu yang sama, menunjukkan bahwa salah satu dari dua pengukuran umur ini condong.
Para peneliti tahu WDJ0551 + 4135 memiliki komposisi yang aneh, massa dua kali lipat dari kerdil putih rata-rata dan usia yang tampaknya relatif muda jika seseorang melihat panas bintang tetapi relatif tua jika melihat gerakannya. Para astronom menyadari bahwa satu peristiwa dapat menjelaskan semua misteri ini: WDJ0551 + 4135 terbentuk ketika dua kurcaci putih bertabrakan, memanaskan kurcaci putih yang dihasilkan dan memulai kembali proses pendinginannya.
"Meskipun ada banyak bukti bahwa merger seperti itu terjadi, termasuk contoh di galaksi jauh, sebenarnya memilih white dwarf dan mengatakan yang ini dari merger cukup sulit," kata Hollands. "Ini hanya satu dari beberapa kasus di mana dimungkinkan untuk melakukan itu dan satu-satunya yang diidentifikasi melalui komposisinya."
Para ilmuwan mengatakan bahwa merger terjadi sekitar 1,3 miliar tahun yang lalu. Tapi acara itu mengatur ulang usia pendinginan WDJ0551 + 4135, sehingga sulit untuk menentukan usia dua kurcaci putih asli, yang bisa berusia miliaran tahun.
Ada beberapa katai putih sebesar WDJ0551 + 4135, tetapi ada lebih banyak kerdil putih besar seperti yang diprediksi oleh model saat ini dari pembentukan kerdil putih, kata Hollands, menunjukkan bahwa beberapa di antaranya mungkin telah terbentuk melalui merger. Para peneliti mengatakan mereka sangat senang dengan wawasan kerdil putih ini dan orang lain seperti itu bisa memberikan garis batas antara kerdil putih besar dan supernova.
Para astronom juga dapat mempelajari lebih lanjut tentang jeroan WDJ0551 + 4135 dengan memeriksa denyut halus dalam kecerahan yang disebabkan oleh gelombang yang melewati bagian dalam bintang, kata Hollands. Jika para ilmuwan dapat mendeteksi beberapa gelombang frekuensi berbeda yang bepergian melalui katai putih ini, mereka dapat mempelajari lebih lanjut tentang struktur interior bintang. "Itu bisa memberikan wawasan independen tentang apakah bintang ini terbentuk dari merger," kata Hollands.
Para ilmuwan merinci temuan mereka online Senin (2 Maret) dalam jurnal Nature Astronomy.
- Kenalilah novas Anda: Penjelasan ledakan bintang (infografis)
- Galeri: Bintang sekarat mengkonsumsi planet asing berbatu
- Bintang katai hitam: Akhir (teori) evolusi bintang
