Dat blijkt uit een nieuwe studie gepubliceerd in The Astrophysical Journal Dr. Li Zhenwei en zijn medewerkers van de Yunnan Observatories van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), en Dr. Zhang Yangyang van de Zhoukou Normal University, stelden een nieuw vormingsmodel voor voor massieve hete subdwergen voor, met verklaringen voor een subset van helium- rijke hete subdwergen waargenomen in de kosmos.

Hete subdwergen zijn een soort extreem horizontale takster. Sommige van deze sterren, ontdekt in nauwe dubbelsterren, worden beschouwd als potentiële bronnen van zwaartekrachtgolven (GW) voor toekomstige GW-detectoren in de ruimte. De kenmerkende chemische eigenaardigheden, met name de overvloed aan helium (He) op hun oppervlak, dienen als waardevolle hulpmiddelen voor het begrijpen van de vorming en evolutie van deze hemellichamen.

Hete subdwergen worden over het algemeen gevormd door binaire interacties met de ontsteking van de He-kern wanneer de donor massaoverdracht initieert nabij de punt van de rode reuzentak (RGB). Dit scenario staat bekend als het RGB-kanaal. De recente ontdekking van de ster SMSS J1920, de derde bekende dubbelster bestaande uit een hete subdwafster en een aangroeiende witte dwerg, is echter in tegenspraak met het RGB-kanaal.

De sterke Ca H- en K-lijnen met een blauwverschuiving suggereren dat het binaire getal waarschijnlijk afkomstig is van de recente uitstoting van de gemeenschappelijke envelop (een uitstotingsleeftijd van ~10.000 jaar). Voor hete subdwergen die via het RGB-kanaal worden geproduceerd, beslaat de tijd sinds de gemeenschappelijke envelop-uitwerping naar de huidige toestand daarentegen enkele tientallen miljoenen jaren.

Om de vorming van SMSS J1920 te verklaren, stelden onderzoekers een nieuwe route voor naar hete subdwergen. Het gaat om een ​​hete subdwerg die wordt geproduceerd door het gemeenschappelijke uitwerpproces van de envelop met een asymptotische reuzentakster (AGB), het AGB-kanaal genoemd. In tegenstelling tot de hete subdwerg van een RGB-ster, bevat een hete subdwerg van een AGB-ster een grote koolstof- en zuurstofkern (CO), heliumverbrandende granaten en een waterstofomhulsel.

Met behulp van de modernste stellaire evolutiecode hebben onderzoekers de evolutionaire modellen van de hete subdwergen uit het AGB-kanaal geconstrueerd. De gesimuleerde resultaten kunnen de meeste belangrijke waargenomen parameters van SMSS J1920 verklaren, zoals de evolutionaire leeftijd, de hete subdwergmassa, de effectieve temperatuur en de zwaartekracht aan het oppervlak.

Het AGB-kanaal kan niet alleen SMSS J1920 verklaren, maar ook enkele waargenomen speciale hete subdwergen. Het AGB-kanaal zou hete subdwergen kunnen produceren met een massa van meer dan 0,48 keer de massa van de zon. In het RGB-kanaal hadden de meeste hete subdwergen echter massa's van minder dan 0,48 maal de massa van de zon. Dit suggereerde dat een deel van de enorme hete subdwergen afkomstig zou kunnen zijn van het AGB-kanaal.

Bovendien ontdekten onderzoekers dat hete subdwergen uit het AGB-kanaal over het algemeen hoge hoeveelheden helium (He) vertonen, wat kan worden toegeschreven aan gedeeltelijke waterstofverbranding in de omhulling. Daarom kunnen de hete subdwergen uit het AGB-kanaal op natuurlijke wijze een deel van de He-rijke hete subdwergen verklaren die in de kosmos worden waargenomen.

Meer informatie: Zhenwei Li et al, Een nieuwe route naar enorme hete subdwergen:gemeenschappelijke envelopuitwerping van asymptotische reuzentaksterren, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad2206

Journaalinformatie: Astrofysisch tijdschrift

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen