Kleinste en zwaarste witte dwerg gevonden

Deze afbeelding toont de witte dwerg ZTF J190132.9+145808.7 en onze Maan
Deze afbeelding toont de witte dwerg ZTF J190132.9+145808.7 en onze Maan. Credit: Guiseppe Parisi.

De onlangs gevonden witte dwerg, ZTF J190132.9+145808.7 genaamd, heeft een massa van 1,35 zonsmassa en een straal van 2140 kilometer. De witte dwerg is daarmee iets groter dan onze Maan.

ZTF J1901+1458 bevindt zich op een afstand van ongeveer 130 lichtjaar van de Aarde in de richting van het sterrenbeeld Arend – Aquila. De witte dwerg is ongeveer 100 miljoen jaar oud en heeft een extreem krachtig magneetveld dat bijna 1 miljard keer sterker is dan het magneetveld van de Zon.

De witte dwerg draait in 6,94 minuten om zijn as en dat is ongebruikelijk kort voor een witte dwerg want dergelijke sterren hebben typische rotatieperiodes van enkele uren.

Het lijkt tegenstrijdig maar kleinere witte dwergen zijn zwaarder. Dit komt door het feit dat witte dwergen een kernfusie meer hebben in hun binnenste. Deze kernfusie zorgt er bij een ster voor dat deze niet onder zijn eigen zwaartekracht ineenstort. De grootte van een witte dwerg wordt bepaald door kwantummechanica.

ZTF J1901+1458 is gevonden door de Zwicky Transient facility (ZTF) die deel uitmaakt van de Palomar sterrenwacht in Californië.

De astronomen karakteriseerden ZTF J1901+1458 vervolgens met behulp van gegevens van verschillende ruimte- en grondtelescopen.

De sterkte van het magnetisch veld, samen met de 7 minuten durende rotatiesnelheid van het object gaven aan dat de witte dwerg het resultaat moet zijn van twee kleinere witte dwergen die samensmolten tot één.

Veel sterren draaien in paren om elkaar heen. Ze worden samen oud en als ze allebei minder dan 8 zonsmassa’s zwaar zijn dan zullen ze beiden evolueren tot een twee dwerg. De ontdekking geeft een voorbeeld van wat er na deze fase kan gebeuren, aldus de onderzoekers.

Het paar witte dwergen, die om elkaar heen draaien, verliezen energie in de vorm van zwaartekrachtsgolven en versmelten uiteindelijk. Als de dode sterren zwaar genoeg zijn exploderen ze in wat een Type 1A-supernova wordt genoemd. Maar als ze zich onder een bepaalde massadrempel bevinden vormen ze samen een nieuwe witte dwerg die zwaarder is dan de beide voorlopers.

Dit proces van samensmelten versterkt het magnetische veld van de ster en versnelt zijn rotatie in vergelijking met die van zijn voorlopers. ZTF J1901+1458 nam de laatste evolutieroute: zijn voorouders fuseerden en produceerden een witte dwerg met 1,25 keer de massa van onze Zon.

De astronomen publiceerden hun bevindingen in een artikel dat is verschenen in het tijdschrift Nature.

 

Artikel: I. Caiazzo et al. 2021. A highly magnetized and rapidly rotating white dwarf as small as the Moon. Nature 595, 39-42;

 

Eerste publicatie: 2 juli 2021
Bron: Sci-News en anderen