Naukowcy opublikowali wyniki badań, w których zaproponowali nowy model formowania się masywnych gorących podkarłów, wyjaśniający powstawanie tego typu obiektów bogatych w hel.
W artykule opublikowanym w „The Astrophysical Journal” dr Li Zhenwei i jego współpracownicy z Obserwatoriów Yunnan Chińskiej Akademii Nauk (Chinese Academy of Sciences – CAS) oraz dr Zhang Yangyang z Zhoukou Normal University w Chinach zaproponowali nowy model formowania się masywnych gorących podkarłów, sugerując wyjaśnienie mechanizmu powstawania podzbioru bogatych w hel gorących podkarłów obserwowanych w kosmosie.
Gorące podkarły należą do gwiazd ekstremalnej gałęzi horyzontalnej. Niektóre z nich, odkryte w kontaktowych układach podwójnych, są uważane za potencjalne źródła fal grawitacyjnych dla przyszłych kosmicznych detektorów tychże. Charakterystyczne właściwości chemiczne, zwłaszcza obfitość helu na ich powierzchni, są cennymi narzędziami do zrozumienia procesów formowania się i ewolucji tych ciał niebieskich.
Gorące podkarły powstają na ogół w wyniku ewolucji układów podwójnych, kiedy gwiazda w pobliżu wierzchołka gałęzi czerwonych olbrzymów (red-giant branch – RGB) zrzuca swą wodorową otoczkę na towarzysza zanim rozpocznie spalanie helu w jądrze. Scenariusz ten jest nazywany ścieżką RGB. Jednak niedawne odkrycie gwiazdy SMSS J1920, trzeciej znanej gwiazdy podwójnej składającej się z gorącego podkarła i akreującego białego karła, sprawiło, że model ten przestał być uniwersalny. Wyraźne linie wapnia, wodoru i potasu przesunięte ku fioletowi sugerują, że układ podwójny prawdopodobnie powstał w wyniku niedawnego wyrzutu wspólnej otoczki (wiek wyrzutu ok. 10 tysięcy lat). W przypadku gorących podkarłów powstałych na ścieżce RGB czas od wyrzucenia wspólnej otoczki do obecnego stanu wynosi kilkadziesiąt milionów lat.
Aby objaśnić powstawanie SMSS J1920, naukowcy zaproponowali nową ścieżkę formowania się gorących podkarłów. Teoria ta obejmuje obiekty tego typu powstałe w wyniku wspólnego procesu wyrzucania otoczki z asymptotycznej gałęzi olbrzymów (asymptotic-giant branch, AGB), co jest określane jako ścieżka AGB. W odróżnieniu od tych pochodzących z gwiazdy RGB, gorące podkarły z gwiazd AGB zawierają duże jądro z węgla i tlenu (CO), otoczone powłokami spalającymi hel i otoczką wodorową.
Wykorzystując najnowocześniejszy kod ewolucji gwiazd, naukowcy porównali modele ewolucyjne gorących podkarłów powstałych w kanale AGB. Wyniki symulacji są zgodne z większością ważnych obserwowanych parametrów SMSS J1920, takich jak wiek ewolucyjny, masa gorących podkarłów, temperatura efektywna i grawitacja powierzchniowa.
Ścieżka AGB może wyjaśnić kształtowanie się nie tylko SMSS J1920, ale także niektórych obserwowanych gorących podkarłów. W wyniku tego scenariusza mogą powstawać gorące podkarły o masach przekraczających 0,48 masy Słońca. Jednak na ścieżce RGB większość gorących podkarłów miała masę mniejszą niż 0,48 masy Słońca. Sugeruje to, że część tych ciał może pochodzić ze ścieżki RGB. Co więcej, naukowcy odkryli, że gorące podkarły ze ścieżki AGB generalnie wykazują obfitość helu, co można przypisać częściowemu spalaniu wodoru w otoczce. Dlatego też gorące podkarły z tej ścieżki mogą w naturalny sposób wskazywać, jak można wyjaśnić część gorących podkarłów bogatych w hel obserwowanych w kosmosie.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Researchers Propose New Formation Model for Massive Hot Subdwarfs
- A New Route to Massive Hot Subdwarfs: Common Envelope Ejection from Asymptotic Giant Branch Stars
Źródło: CAS
Na ilustracji: Wizja artystyczna układu HD265435. Źródło: University of Warwick/Mark Garlick
