Onderzoekers van de Universiteit van Notre Dame hebben de eerste verduisterende magnetische propeller geïdentificeerd in een catastrofaal variabel stersysteem. volgens onderzoek aanstaande in de Astrofysisch tijdschrift .

Het sterrenstelsel, aangeduid als J0240, is slechts de tweede in zijn soort op de plaat. Het werd in 2020 geïdentificeerd als een ongebruikelijke catastrofale variabele - een binair systeem bestaande uit een witte dwergster en een massadonerende rode ster. Normaal gesproken, de compacte witte dwergster verzamelt het gedoneerde gas en groeit in massa. In J0240, echter, de snel draaiende, magnetische witte dwerg verwerpt het gas van de donor en stuwt het uit het binaire systeem.

"Er is een snel draaiende dwerg met een sterk magnetisch veld nodig om een ​​propeller te maken, " zei Peter Garnavich, hoogleraar astrofysica en kosmologiefysica en voorzitter van de afdeling Natuurkunde van de Notre Dame, en hoofdauteur van de studie die het bewijs van het propellersysteem presenteerde. "Normaal gesproken, gas dat van de donorster afkomt, zal op de witte dwerg landen. Dat is net zo gewoon als zand op een strand. Maar in een magnetische propeller, het gas wordt in een breed spiraalvormig patroon uit het binaire bestand uitgestoten - zoals een gazonsproeier die uw tuin water geeft."

Witte dwergen zijn de dichte overblijfselen van lichte sterren zoals onze zon, waarvan wetenschappers zeggen dat het over nog eens vijf miljard jaar zal evolueren tot een witte dwerg. Zonder een begeleidende ster, echter, de zon zal nooit deel uitmaken van een catastrofaal variabel systeem.

De enige andere catastrofale variabele vergelijkbaar met J0240 is AE Aquarii, een dubbelstersysteem dat sinds de jaren vijftig bekend is en waarvan wordt aangenomen dat het ook een magnetisch propellersysteem is. Omgekeerd, J0240 wordt waargenomen dichtbij het binaire baanvlak, wat betekent dat het gas dat uit het systeem wordt uitgestoten, wordt gezien als een silhouet tegen het licht van de sterren. Dit is het eerste directe bewijs dat een magnetische propeller het gedoneerde gas van de rode ster uitwerpt.

"Het unieke aan het systeem is dat we daadwerkelijk gasklodders kunnen zien wanneer ze door de propeller worden uitgeworpen. "Zei Garnavich. "Dat gas blokkeert een deel van het licht van beide sterren en we kunnen die absorptie direct in onze gegevens zien."

Garnavich's team begon met waarnemingen bij de Large Binocular Telescope in Safford, Arizona, waar de onderzoekers het optreden van fakkels en verduisteringen konden vastleggen die het snelle draaien van de witte dwergster illustreerden, en de aantrekkingskracht van het magnetische veld - dat inkomende gassen verdrijft die anders aan de ster zouden worden toegevoegd, maar in plaats daarvan een gasspiraal creëert die zich van de twee sterren verwijdert.

"Hoe meer we de ster observeerden, hoe spannender het leek, " zei Garnavich. Het team verzamelde waarnemingen in september, Oktober en november 2020. Gegevens verzameld in september legden de eerste helft van de baan van J0240 vast. In oktober, het team veroverde de tweede helft.

"De fakkels die we zien zijn mini-explosies die gas afblazen met een snelheid van 10 miljoen mijl per uur, of 1 procent van de lichtsnelheid, " hij zei.

Het affakkelen verdwijnt wanneer de rode begeleider in de weg zit tijdens een zonsverduistering. Vanaf de timing van de verduisteringen, het team was in staat om de locatie van de fakkels te bepalen. "Het affakkelen komt van heel dicht bij de compacte metgezel, waarschijnlijk door de klap die het gas ontvangt als het het snel draaiende magnetische veld nadert, ' zei Garnavitsj.

Garnavich hoopt nog veel meer te leren van het J0240-binaire bestanddeel van verdere waarnemingen. Een van de grote onbekenden is de spinperiode van de witte dwerg, die het team niet kon detecteren. "De energie van de propeller komt van de draaiende witte dwerg, dus we verwachten dat de spinsnelheid in de loop van de tijd zal afnemen. Als het afloopt, de propeller stopt en het systeem ziet eruit als een gewone catastrofale variabele, ' zei Garnavitsj.

"De grootste vraag is hoe je precies in deze staat komt, " zei hij. "Het is een zeer kortstondige fase waarin je een magnetische witte dwerg hebt die zo snel ronddraait als hij kan draaien zonder echt uit elkaar te vliegen. Zo snel ronddraaien met een sterk magnetisch veld - het lijkt erop dat het geen toeval kan zijn."