Teleskopbeobachtungen haben eine seltsame Eigenschaft weißer Zwergsterne bestätigt: Wenn sie mehr Masse aufnehmen, schrumpfen sie in der Größe.

Es wird angenommen, dass Weiße Zwerge, die abisolierten Kerne toter Sterne, diese nicht intuitive Qualität haben, da sie ein exotisches Material enthalten, das als degeneriertes Elektronengas bezeichnet wird. Je massiver ein weißer Zwerg ist, desto enger müssen sich seine Elektronen zusammendrücken, um einen Druck nach außen zu erzeugen, der stark genug ist, um zu verhindern, dass der Stern unter seinem eigenen Gewicht zusammenbricht.,

Astronomen hatten Hinweise auf diesen Größentrend beobachtet, der von Wissenschaftlern vor Jahrzehnten in einem Hauch von weißen Zwergen vorhergesagt wurde. Aber Daten über Tausende von Sternen zeigen jetzt, dass die Regel über eine breite Palette von weißen Zwergmassen hält, Vedant Chandra und Kollegen an der Johns Hopkins University berichten online Juli 28 bei arXiv.org.

Zu verstehen, wie sich weiße Zwerge zusammenziehen, wenn sie an Masse gewinnen, könnte einen Einblick in die Ursprünge von Supernovas vom Typ 1a geben, sagt der Astronom und Mitautor Hsiang-Chih Hwang., Es wird angenommen, dass diese Supernovas auftreten, wenn ein weißer Zwerg so massiv und kompakt wird, dass er explodiert, aber niemand weiß genau, wie weiße Zwergsterne detonieren (SN: 3/23/16).

Das Team untersuchte die Größen und Massen von über 3.000 weißen Zwergsternen, die vom Apache Point Observatory in New Mexico und vom Gaia Space Observatory der Europäischen Weltraumorganisation beobachtet wurden., „Wenn Sie wissen, wie weit ein Stern entfernt ist und wenn Sie messen können, wie hell der Stern ist, können Sie seinen Radius ziemlich gut einschätzen“, sagt Chandra, ein Student der Physik. Die Messung der Sternmassen erwies sich jedoch als schwieriger, da Astronomen normalerweise einen weißen Zwerg gravitativ an einem anderen Stern ziehen sehen müssen, um eine Vorstellung vom Gewicht des weißen Zwergs zu erhalten.

Für einzelne weiße Zwerge untersuchten die Forscher einen Effekt der allgemeinen Relativitätstheorie auf Sternenlicht namens Gravitationsrotverschiebung (SN: 7/26/18)., Wenn Licht einem starken Gravitationsfeld entgeht, wie es um einen dichten weißen Zwerg herum ist, werden seine Wellen zu röteren Wellenlängen ausgestreckt. Je größer die Masse eines weißen Zwergs im Vergleich zu seinem Radius ist, desto extremer ist die Dehnung. Diese Eigenschaft ermöglichte es den Forschern, die Massen weißer Zwergsterne angesichts ihrer Radien zu schätzen.

Die neuen Messungen mit weißen Zwergen stimmen eng mit den theoretischen Vorhersagen für die kleineren Größen von heftigeren Sternen überein. Weiße Zwerge mit etwa der Hälfte der Sonnenmasse waren etwa 1.,75 mal so breit wie die Erde, während diejenigen mit etwas mehr Masse als die Sonne näher an das 0,75-fache der Erdbreite kamen.

Es ist beruhigend, weiße Zwerge zu sehen, die dem allgemein erwarteten Trend des Downsizing folgen, wenn sie mehr Masse packen, sagt Alejandra Romero, Astrophysikerin an der Federal University of Rio Grande do Sul in Porto Alegre, Brasilien. Zukünftige Beobachtungen von mehr weißen Zwergen könnten helfen, die Feinheiten dieser Masse-Radius-Beziehung zu überprüfen, sagt sie-wie, ob heißere weiße Zwergsterne, wie die Theorie vorhersagt, aufgeblasener sind als kühlere Sterne derselben Masse.