Le stelle nane bianche (WD) sono i membri più numerosi del cimitero stellare. È ampiamente accettato che oltre il 97% delle stelle nell'universo si evolverà in WD. Questi numerosi oggetti sono considerati un potente strumento per comprendere la formazione e l'evoluzione delle stelle, la storia della nostra galassia e le popolazioni stellari.

In uno studio pubblicato su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , un gruppo di ricerca guidato dall'assistente del professor Wu Chengyuan degli osservatori dello Yunnan dell'Accademia delle scienze cinese ha studiato la formazione di nane bianche ultramassicce di carbonio-ossigeno (UMCOWD).

Secondo i modelli di evoluzione stellare, i WD con masse inferiori a circa 0,45 M⊙ sono WD di elio (He) e quelli con masse comprese tra 0,45 e 1,05 M⊙ sono WD di carbonio-ossigeno (CO). I WD con masse superiori a 1,05 M⊙ possono ospitare core ossigeno-neon (ONE) e sono generalmente chiamati WD ultra-massicci (UMWD).

"Gli UMWD svolgono un ruolo chiave nella nostra comprensione delle esplosioni di supernovae di tipo Ia, del verificarsi di processi fisici nella fase asintotica del ramo gigante, dell'esistenza di WD magnetici ad alto campo e del verificarsi di doppie fusioni di WD", ha affermato Wu.

Recentemente, i dati di Gaia hanno rivelato un miglioramento degli UMWD sul diagramma Hertzsprung-Russell, il che indica che negli UMWD potrebbe esistere un meccanismo di ritardo di raffreddamento aggiuntivo come la cristallizzazione e la sedimentazione elementare. Ulteriori studi hanno suggerito che alcuni UMWD avrebbero dovuto subire ritardi di raffreddamento abbastanza lunghi, il che implica che si tratta di CO WD. Tuttavia, il meccanismo di formazione di questi UMCOWD non è ancora chiaro.

In questo studio, i ricercatori hanno studiato se le fusioni di enormi CO WD con He WD possono evolvere in UMCOWD. I risultati delle simulazioni dinamiche 3D sulle fusioni a doppia WD mostrano che la fusione a doppia WD è un processo molto rapido che può formare una corona calda sulla WD primaria. "Per costruire le strutture iniziali dei resti della fusione, abbiamo adottato il metodo di accrescimento rapido per simulare il processo di fusione nei modelli 1D e ottenuto le strutture rimanenti simili a quelle dei modelli 3D", ha affermato Wu.

Dopo aver costruito le strutture dei resti della fusione, i ricercatori hanno scoperto che l'evoluzione post-fusione dei resti è simile alle stelle R Coronae Borealis (R CrB). La combustione dell'elio del guscio He porta alla crescita di massa del nucleo di CO. La massa finale di CO WD è influenzata dal tasso di perdita di massa del vento durante l'evoluzione post-fusione e non può superare circa 1,2 M⊙. I resti con masse del nucleo maggiori di 1,2 M⊙ subiranno l'accensione superficiale del carbonio, che potrebbe finalmente porre fine alla loro vita come ONe WD.

I risultati attuali implicano che almeno alcuni UMWD che subiscono ritardi di raffreddamento extra lunghi possono derivare dalla fusione di CO WD e He WD. + Esplora ulteriormente

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