Witte dwergsterren (WD's) zijn de meest talrijke leden van het sterrenkerkhof. Het is algemeen aanvaard dat meer dan 97% van de sterren in het heelal zal evolueren tot WD's. Deze talrijke objecten worden beschouwd als een krachtig hulpmiddel om de vorming en evolutie van sterren, de geschiedenis van onze melkweg en stellaire populaties te begrijpen.

In een studie gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , onderzocht een onderzoeksgroep onder leiding van assistent-professor Wu Chengyuan van Yunnan Observatories van de Chinese Academie van Wetenschappen de vorming van ultra-massieve koolstof-zuurstof witte dwergen (UMCOWD's).

Volgens stellaire evolutiemodellen zijn WD's met massa's lager dan ongeveer 0,45 M⊙ helium (He) WD's, en die met massa's tussen 0,45 en 1,05 M⊙ zijn koolstof-zuurstof (CO) WD's. WD's met een massa groter dan 1,05 M⊙ kunnen zuurstof-neon (ONe) kernen bevatten en worden gewoonlijk ultra-massieve WD's (UMWD's) genoemd.

"De UMWD's spelen een sleutelrol in ons begrip van type Ia supernova-explosies, het optreden van fysieke processen in de asymptotische fase van de reuzentak, het bestaan ​​van magnetische WD's met een hoog veld en het optreden van dubbele WD-fusies," zei Wu.

Onlangs hebben Gaia-gegevens een verbetering van UMWD's op het Hertzsprung-Russell-diagram onthuld, wat aangeeft dat een extra koelvertragingsmechanisme zoals kristallisatie en elementaire sedimentatie in UMWD's kan voorkomen. Verdere studies hebben gesuggereerd dat sommige UMWD's vrij lange koelvertragingen zouden moeten hebben gehad, wat impliceert dat het CO WD's zijn. Het vormingsmechanisme van deze UMCOWD's is echter nog onduidelijk.

In deze studie onderzochten de onderzoekers of de fusies van massieve CO WD's met He WD's kunnen evolueren naar UMCOWD's. De resultaten van dynamische 3D-simulaties op de dubbele WD-fusies laten zien dat de dubbele WD-fusie een zeer snel proces is dat een hete corona kan vormen op de primaire WD. "Om de initiële structuren van de fusieresten te construeren, hebben we een snelle accretiemethode toegepast om het fusieproces in 1D-modellen te simuleren, en hebben we de overblijfselstructuren verkregen die vergelijkbaar zijn met die in 3D-modellen," zei Wu.

Na het construeren van de structuren van de fusieresten, ontdekten de onderzoekers dat de evolutie van de overblijfselen na de fusie vergelijkbaar is met R Coronae Borealis (R CrB) sterren. De heliumverbranding van de He-schaal leidt tot massale groei van de CO-kern. De uiteindelijke CO WD-massa wordt beïnvloed door de windmassaverliessnelheid tijdens de evolutie na de fusie en kan niet hoger zijn dan ongeveer 1,2 M⊙. Restanten met een kernmassa groter dan 1,2 M⊙ zullen oppervlaktekoolstofontsteking ervaren, die uiteindelijk hun leven als EEN WD's kan beëindigen.

De huidige resultaten impliceren dat ten minste enkele UMWD's die extra lange koelvertragingen ervaren, het gevolg kunnen zijn van de samenvoeging van CO WD's en He WD's. + Verder verkennen

Astronomen ontdekken een nieuw type ster bedekt met helium brandende as