TESS vindt pulserende witte dwerg in TW Pictoris system

De witte dwerg die door de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA is waargenomen is een lid van het dubbelstersysteem TW Pictoris en is bekend vanwege het aantrekken van materiaal van zijn begeleider.

Artist impressie witte dwerg MV Lyrae
Een artist impressie van een witte dwerg, in dit geval de witte dwerg in het MV Lyrae systeem, die materiaal aantrekt van zijn begeleidende ster. Credit: Helena Uthas.

TW Pictoris is een cataclysmisch veranderlijk systeem dat ongeveer 1400 lichtjaar van ons is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Pictor – Schilder.

Het bestaat uit een witte dwerg die wordt gevoed door een omringende accretieschijf van waterstof en helium die afkomstig is van een kleinere begeleidende ster. Naarmate de witte dwerg meer materiaal aantrekt neemt de helderheid toe.

Gebruikmakende van gegevens van TESS zagen astronome Simone Scaringi en haar collega’s van de universiteit van Durham periodieke helderheidsveranderingen in 30 minuten tijd. Dergelijke helderheidsveranderingen zijn eerder waargenomen bij witte dwergen die materie opslokken maar dan met periodes van enkele dagen tot maanden.

Volgens Dr. Scaringi zijn de helderheidsveranderingen in materie aantrekkende witte dwergen in het algemeen langzaam en vinden ze plaatsen op tijdschalen van dagen tot maanden.

Om de helderheid van TW Pictoris in 30 minuten te zien kelderen is op zich al buitengewoon omdat het nog nooit eerder is gezien bij andere materiaal aantrekkende witte dwergen en het is totaal onverwacht gezien ons begrip van hoe deze systemen geacht worden zich door de accretieschijf te voeden. De ster lijkt aan en uit te gaan.

Omdat de toestroom van materiaal vanuit de begeleider naar de accretieschijf van de witte dwerg relatief constant is zou die geen groot effect kunnen hebben op de helderheidsveranderingen op dergelijke kleine tijdschalen.

In plaats daarvan denken de astronomen dat ze getuige zijn van de herconfiguratie van het magneetveld aan het oppervlak van de witte dwerg.

Tijdens de “aan”-stand, als de helderheid hoog is, voedt de witte dwerg zich zoals normaal vanuit de accretieschijf. Plotseling en abrupt wordt het systeem “uit” gezet en keldert de helderheid.

Wanneer dit gebeurt draait het magneetveld zo snel dat een centrifugale barrière ontstaat die er voor zorgt dat er een materiaal vanuit de accretieschijf naar de witte dwerg valt.

Tijdens deze fase wordt de hoeveelheid materiaal die de witte dwerg kan eten gereguleerd door een proces dat “magnetic gating” wordt genoemd.

In dit geval regelt het draaiende magneetveld van de witte dwerg de hoeveelheid brandstof die door een “poort” naar de accretieschijf gaat. Dit leidt tot semi-regelmatige kleine toenames in de helderheid.

Na verloop van tijd gaat het systeem sporadisch weer “aan” en neemt de helderheid weer toe tot het oorspronkelijke niveau.

Volgens Dr. Scaringi is dit een niet eerder herkend fenomeen en omdat men nu vergelijkingen kan maken met soortgelijk gedrag in veel kleine neutronensterren zou het wel eens een belangrijke stap kunnen zijn bij het beter begrijpen hoe andere aangroeiende objecten zich voeden met het materiaal dat hen omringt en de belangrijke rol van magneetvelden in dit proces.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomie.

Artikel: S. Scaringi et al. An accreting white dwarf displaying fast transitional mode switching. Nat Astron, published October 18, 2021;

Eerste publicatie: 24 oktober 2021
Bron: Sci-News