A highly magnetised and rapidly rotating white dwarf as small as the Moon
Ilaria Caiazzo, Kevin B. Burdge, James Fuller, Jeremy Heyl, S. R. Kulkarni, Thomas A. Prince, Harvey B. Richer, Josiah Schwab, Igor Andreoni, Eric C. Bellm, And… 展开作者
Ilaria Caiazzo, Kevin B. Burdge, James Fuller, Jeremy Heyl, S. R. Kulkarni, Thomas A. Prince, Harvey B. Richer, Josiah Schwab, Igor Andreoni, Eric C. Bellm, Andrew Drake, Dmitry A. Duev, Matthew J. Graham, George Helou, Ashish A. Mahabal, Frank J. Masci, Roger Smith, Maayane T. Soumagnac
备注：
37 pages, 9 figures, published in Nature on June 30, 2021
White dwarfs represent the last stage of evolution of stars with mass less than about eight times that of the Sun and, like other stars, are often found in binaries. If the orbital period of the binary is short enough, energy losses from gravitational-wave radiation can shrink the orbit until the two white dwarfs come into contact and merge. Depending on the component masses, the merger can lead to a supernova of type Ia or result in a massive white dwarf. In the latter case, the white dwarf remnant is expected to be highly magnetised because of the strong magnetic dynamo that should arise during the merger, and be rapidly spinning from the conservation of the orbital angular momentum. Here we report observations of a white dwarf, ZTF J190132.9+145808.7, that exhibits these properties, but to an extreme: a rotation period of 6.94 minutes, a magnetic field ranging between 600 megagauss and 900 megagauss over its surface, and a stellar radius of about 2,100 km, slightly larger than the radius of the Moon. Such a small radius implies that the star's mass is close to the maximum white-dwarf mass, or Chandrasekhar mass. ZTF J190132.9+145808.7 is likely to be cooling through the Urca processes (neutrino emission from electron capture on sodium) because of the high densities reached in its core.
Nucleosynthesis in the Accretion-induced Collapse of magnetised, Rotating White Dwarfs
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik（马克斯·普朗克引力物理研究所）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
A persistent bow shock in a diskless magnetised accreting white dwarf
Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（尼古拉·哥白尼天文学中心，波兰科学院）；Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University（杜伦大学物理系河外天文中心）；INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte（意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台）；School of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文学院）；INAF-Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；University of Oxford, Department of Physics, Astrophysics（牛津大学物理系天体物理学）；Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所（欧洲空间科学中心，西班牙高等科学研究委员会））；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚太空研究研究所）；South African Astronomical Observatory（南非天文台）；Department of Astronomy, University of Cape Town（开普敦大学天文系）；Department of Physics, University of the Free State（自由州大学物理系）；Department of Physics, University of Warwick（华威大学物理系）；Department of Astrophysics/IMAPP, Radboud University（拉德堡德大学天体物理学/IMAPP系）
Mass-radius relation of strongly magnetized white dwarfs
我们以自洽的方式研究了强磁化白矮星组态作为超亮Ia型超新星的祖先。计算了含有强磁场的白矮星的静态平衡，给出了由强磁场引起的白矮星质量-半径关系的修正。从静力平衡研究，我们发现，一个最大的白矮星质量约为1.9 M $_\odot$可能是支持的，如果内部极向场是一样强的约$10^{10}$ T。另一方面，如果场是纯环形的，则最大质量可以大于5 M $_\odot$。这些变化主要是由于洛伦兹力的存在。还考虑了i）由于Landau量子化修改状态方程，ii）由于离子静电相互作用，iii）广义相对论计算对恒星结构和iv）场几何的影响。这些强磁化的配置是敏感的磁不稳定性的扰动增长在相应的阿尔芬时间尺度。
Localised thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs
新星爆炸是由全球热核失控引发的表面层的吸积白矮星。据预测，在白矮星上也可能发生局部热核爆发，类似于在吸积中子星上观察到的I型X射线爆发。在过去的$\approx40$年里，人们在几个场合观测到了来自双星系统TV Columnoid的无法解释的快速爆发，在这个双星系统中，质量从低质量的伴星吸积到中等强度的磁化白矮星上。在这些爆发期间，光学/UV光度在不到一小时内增加了$>3$的倍数，并在$\approx10$小时内消失。在紫外线谱线中观察到了快速的外流，速度为$>3500$ km s $^{-1}$，与白矮星表面的逃逸速度相当。在这里，我们报告在电视柱观测到的光学爆发，以及在另外两个吸积系统，大熊座EI和ASASSN-19 bh。爆发的总能量为经典新星爆炸（“微新星”）的总能量$\approx~10^{-6}$，与I型X射线爆发非常相似。我们排除吸积或恒星磁重联事件作为其起源，并建议热核失控事件在磁约束吸积柱作为一个可行的解释。
Circumstellar interaction in the extreme white dwarf merger remnant ZTF\,J1901+1458: A new class of white dwarf merger remnants with X-ray emission
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术学院）；Division of Physics, Mathematics and Astronomy, California Institute of Technology（加州理工学院物理、数学与天文学系）；Mathematical Sciences Institute, Australian National University（澳大利亚国立大学数学科学学院）；International Center for Radio Astronomy Research, Curtin University（珀斯曲恩大学国际射电天文研究中心）；Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)（波茨坦阿基米德天体物理研究所）；Departament de Física, Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学物理系）
Post-merger rotational evolution of magnetised single hot subdwarfs results in slow rotation due to magnetic braking
Instituto de Astrofísica de La Plata, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)（拉普拉塔天文物理研究所）；Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata (UNLP)（拉普拉塔国立大学天文与地球物理学院）；Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS)（海德堡理论研究所）；London Centre for Stellar Astrophysics（伦敦恒星天体物理学中心）
Pre-MAP Search for Transiting Objects Orbiting White Dwarfs
白矮星大气中的金属污染可能是行星物体的吸积残余物。在发现了经过WD 1145+017的解体行星天体（Vanderburg et al. 2015）之后，华盛顿大学天文学预科项目（Pre-MAP）的本科生受到启发，收集最明亮的白矮星的测光，以寻找其他金属污染的白矮星周围的类似过境天体。之前的调查还没有发现一颗围绕白矮星运行的凌日行星，但白矮星仍然是寻找小型岩石行星材料的有吸引力的目标。由于一颗典型的白矮星是地球大小的，因此地球大小的行星的凌日深度可能超过50%，因此即使是低信噪比的测光也有机会发现凌日物质。我们在SDSS DR 10白矮星目录中发现了明亮的、北方的、金属污染的白矮星，并在阿帕奇角天文台用天体物理研究联合会小孔径望远镜（ARCSAT）的0.5米望远镜观测了五个目标。ARCSAT测光有足够的精度来探测短轨道周期的月球大小或更大的物体，尽管没有探测到这些目标的行星。我们期待着可能发现行星围绕白矮星运行的调查，如美国宇航局的TESS，欧空局的PLATO和Evryscope。
Detection limits for close eclipsing and transiting sub-stellar and planetary companions to white dwarfs in the WASP survey
我们使用WASP（广角行星搜索）调查的光度数据来探索探测日食和在白矮星附近轨道上的褐矮星、气体巨星和陆地伴星的凌日信号的可能性。我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟，我们发现，高斯随机噪声WASP是敏感的同伴小到月球轨道$V\sim$ 12白矮星。对于较暗的恒星，WASP对越来越大的天体很敏感。我们的灵敏度下降的协变噪声结构的存在下的数据，然而地球大小的机构仍然很容易检测到相对较低的S/N数据。我们在WASP档案中的194颗白矮星样本中搜索了日食和凌日信号，但是没有发现伴星的证据。我们用我们的结果对这类系统的频率设定了暂定的上限。虽然我们只能对地球大小或更小的伴星的可能频率施加微弱的限制，但棕矮星和气体巨星（半径为$\simeq$ R $_{jup}$），周期为$\leq$ 0.2天的肯定是罕见的（$<10\%$）。更严格的限制要求更大的白矮星样本，更高的观测节奏和连续覆盖。与WASP观测的节奏相比，白矮星的日食和凌日的持续时间很短，这似乎是限制主序星行星凌日调查的主要因素之一。
