Wird Sirius B von A aus akkretieren und zu einer Supernova vom Typ Ia werden?

Wird Sirius B anfangen zu wachsen? Ja, das tut es jetzt. Sirius A wird einen Wind haben und ein Teil dieses Windes wird vom Weißen Zwerg eingefangen.

Die Effektivität der Winderfassung ist eine starke Funktion der relativen Windgeschwindigkeit. Eine analytische Annäherung an die Akkretionsrate, bekannt als Bondi-Hoyle-Akkretion , geht als inverse Kubikzahl der Relativgeschwindigkeit. In seinem gegenwärtigen evolutionären Zustand wird der Massenverlust von Sirius A relativ schwach (wie bei der Sonne) und relativ schnell (wie bei der Sonne) sein. Dies wirkt sich nachteilig auf jede signifikante Akkretion durch den Weißen Zwerg aus.

In den späteren Stadien seines Lebens wird Sirius A jedoch zu einem asymptotischen Riesenstern anschwellen. Die Hüllen solcher Sterne werden nach und nach (auf Zeitskalen von Millionen von Jahren) ziemlich langsam von einem staubigen Wind weggeblasen. Wenn Sirius A jetzt etwa 2 Sonnenmassen hat, wird er in dieser Phase bei Geschwindigkeiten von nur 10-20 km/s etwa 1,4 Sonnenmassen verlieren.

Nur ein Bruchteil dieser Masse kann vom Weißen Zwerg akkretiert werden, da der Abstand zwischen den Sternen mit 25 AE immer noch groß ist (und größer werden wird, wenn Masse aus dem System verloren geht) im Vergleich zu der wahrscheinlichen Endgröße von Sirius A (wahrscheinlich Ordnung 2 au). Wenn Sie sich die wahrscheinliche Roche-Lappengröße ansehen , dann würde ein Roche-Lappenüberlauf erfordern, dass A etwa 40 % der Trennung erreicht, was nicht passieren wird. Welcher Anteil genau von dem weniger effizienten Windakkretionsprozess erfasst wird (der Großteil wird wahrscheinlich im Weltraum verschwinden und die Umlaufbahn erweitern), hängt stark von der Windgeschwindigkeit ab, die schwer vorherzusagen ist.

Selbst wenn Sirius B die 0,35-0,4 Sonnenmassen ansammeln könnte (ich denke, das ist unwahrscheinlich, aber es fehlen die Mittel, um die hydrodynamische Simulation durchzuführen), muss es instabil werden, es ist nicht klar, ob diese Masse "haften" wird. Eine Ansammlung von wasserstoffreichem Material kann sich entzünden und in einer Nova (nicht Supernova) auf der Oberfläche eines Weißen Zwergs explodieren und Massenverlust verursachen!

Abschließend, wann wird dies geschehen? Nun, Sirius ist jetzt wahrscheinlich etwa 300 Millionen Jahre alt und hat noch etwa 500 Millionen Jahre Zeit, bevor er beginnt, sich so zu entwickeln, wie ich es beschrieben habe. Dann wird es nicht einmal in der Nähe der Sonne sein.

Der Abstand zwischen Sirius A und B beträgt zwischen 8 und 31,5 AE und selbst wenn Sirius A ein roter Riese wird, wird er immer noch über 6 AE liegen. Eine solche Entfernung ist zu groß und erlaubt Sirius B nicht, signifikante Masse zu akkretieren, fast die gesamte Masse, die Sirius A als Roter Riese und später AGB verliert, wird in den Weltraum entkommen. Sirius B kann aufgrund einiger Akkretion zu einer wiederkehrenden Nova werden, wird aber nicht genug Masse gewinnen, um als Supernova zu explodieren, sie wird kaum 0,05-0,1 Sonnenmassen gewinnen.

Sirius b hat 1,02 Sonnenmassen und ist ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Weißer Zwerg. Die kritische Masse hängt von seiner Zusammensetzung ab, ein Weißer Zwerg aus einer Eisenzusammensetzung kann eine kritische Masse von nur 1,0667 Sonnenmassen haben, siehe Spalte sieben der letzten Zeile von Tabelle 3 in diesem Papier . Sie werden niedriger als die üblichen Werte durch die Berücksichtigung des inversen Beta-Zerfalls (Proton plus Elektron verbinden sich zu einem Neutron), auch Neutronisierung genannt. Es ist eine schwierige Rechnung.

Siehe auch Stack-Exchange-Kommentar hier

• Warum verbinden sich Elektronen und Protonen in einem Weißen Zwerg nicht, bevor die Elektronen ultrarelativistisch werden?

Wie auch immer, mit der vorgeschlagenen Korrektur dieses Papiers, wieder unter Verwendung ihrer Tabelle 3, ist es 1,3846 für Sauerstoff und 1,3916 für Kohlenstoff-Weiße Zwerge. Sirius b liegt immer noch weit unter der kritischen Masse. Wenn das passiert, ist Sirius b wahrscheinlich zu weit entfernt, um genug Gas für eine Supernova anzusammeln, und außerdem bewegen sich alle Sterne durch die Galaxie, die Chancen stehen gut, dass Sirius eine große Entfernung von uns entfernt ist, bevor dies passieren kann, siehe Rob Jeffries ' Antworten

Es gibt noch eine andere Möglichkeit, einen Weißen Zwerg unterhalb von Chandrasekar. Dies ist eine neuere Idee, dass es für einen leichteren Weißen Zwerg möglich ist, eine Supernova zu werden, ohne die Chandrasekhar-Grenze zu erreichen, wodurch eine weniger energiereiche Supernova entsteht. Laut diesem Papier gibt es einige statistische Beweise dafür, dass es möglicherweise weniger Weiße Zwerge mit einer Masse von 1,1 Sonnenmassen und mehr gibt, als Sie aufgrund des vorhergesagten Bereichs der Geburtsmassen erwarten würden, was darauf hindeutet, dass einige von ihnen möglicherweise zu einer Supernova werden, wenn sie abkühlen. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass es für Sirius b gilt.

„Sirius b, der magentafarbene Diamant ganz rechts, wird wahrscheinlich keine Supernova erzeugen, es sei denn, die kritische Dichte ist deutlich niedriger als der in Abb. 3 angenommene Wert. In diesem unwahrscheinlichen Fall würden viele der massereichen Zwerge aus Lit. [16] dies tun müssen einen erheblichen Zuwachs erfahren, um das gemessene Alter zu überleben. Entartungszusammenbruch als Quelle von Supernovae Ia

Es ist sicherlich möglich, siehe Bild.