A csillagászok kémlelték a vasbolygót, amely kéregéből leégett egy kiégett csillag körül

A csillagászok felfedeztek egy kis bolygót egy fehér törpe körül, melynek művészete ebben a művészben egy porkorongon át szánt, és nyomában gáz nyomot hagy maga után.

Warwicki Egyetem / Mark Garlick

A csillagászok kémlelték a vasbolygót, amely kéregéből leégett egy kiégett csillag körül

Írta: Daniel CleryApr. 2019. január 4., 14:00

A csillagászok egy pillantást vetve arra, hogy mi tárolható a mi Naprendszerünkben, mi látszik a fehér törpét keringő bolygó összetört maradványainak, a csillagnak a kiégett része, mint a mi napunk. Ha a csapat számításai helyesek, akkor a keringő tárgy lehet egy kis bolygó vasmaga, amelynek külső rétegeit a fehér törpe intenzív gravitációja szakította le.

Noha a csillagászok a Tejút sok ezer egzotikus bolygójáról tudnak, küzdenek valami sokkal kisebb, mint a Föld látására. Az új tárgy messze a legkisebb, inkább egy aszteroida, mint egy bolygó. Felfedezése nyomot ad a bolygók sorsához, amint csillagok elöregednek. Amikor a napfényes csillagok kifogynak a hidrogén üzemanyagból és elkezdenek égetni olyan elemeket, mint a hélium és a szén, vörös óriásokká duzzadnak fel, és minden olyan bolygót elhasználnak, amelyek túl közel járnak. Azok, akik túlélik, tanúja lehetnek annak, mi következhet be, amikor a vörös óriásüzem elfogy: Az apró és sűrű fehér törpkére bomlik, amely több ezer éven át lehűl. Intenzív gravitációs képességei révén széthúzódhat minden túlélő bolygó, amely túl közel kóborol, anyagot fogyaszt és a maradékot örvénylő porzsákban hagyja.

Nem volt könnyű megtalálni a Földtől 400 fényévre lévõ síkban levõ síkot. Csillagászok egy csapata, Christopher Manser vezetésével, a Warwicki Egyetem (Coventry, Egyesült Királyság), 15 éve figyelték ezt a különleges fehér törpét. Néhány megfigyelési időt szereztek a világ legnagyobb optikai távcsövein, a spanyolországi La Palma 10, 4 méteres Gran Telescopio Canarias kanári-szigetein, 2017-ben és 2018-ban. A fehér törpe, SDSS J122859.93 néven ismert. A +104032.9, vagy az SDSS J1228 + 1040 barátainak egyike csak egy maroknyi fehér törpének, amelyek körülvevő korongja tartalmaz mind gázt, mind törmeléket, és a csapat a percben-percben akarták tanulmányozni a gáz változásait.

A legtöbb egzoplaneta közvetlenül nem látható, de akkor fordul elő, amikor árnyékot vetnek a csillaguk arcán, vagy amikor csillaguk előre-hátra húzza a gravitációs erőt. A Manser csapata hasonlóan közvetett módszert alkalmazott. Kiválasztották a korongból származó fényt, hogy megnézhessék annak frekvencia-spektrumát, és nagyításra kerültek három fényes spektrális vonalon, amelyeket kalciumionok hoztak létre, és amelyek a lemezen keringő gáz jelzőjeként szolgálnak.

Mivel a gáz - beleértve a kalcium-ionokat - lecsúszik a fehér törpe körül, fénye Doppler-nek kissé magasabb frekvenciára tolódik el, amikor a Föld felé mozog, és alacsonyabb frekvenciákra tolódik el, ha elmozdul. A hatás a normál módon keskeny kalciumkibocsátási vonalakat szélessávú sávokba is eloszlatja, amelyek csúcsai mindkét végükön olyanak, mint a két pólus között lógó függőágy.

Manser elmondja, hogy csapata számított ilyen szélesebb vonalakra, amelyek némi véletlenszerű ingadozást mutatnak a csúcsokban, amelyeket törmelékdarabok ütköznek össze, és gázáramot termelnek. Ehelyett azt látták, hogy az egyes kalciumvonalak két csúcsa megemelkedett és 2 óránként ütközik egymással, mint az óramű. Igazán izgalmas felfedezés volt - mondta Manser.

A kutatók számos lehetséges magyarázatot adnak a metronóm csúcsokra, beleértve egy nagy bolygót a pályán és az örvényeket a porkorongban. De a Science ma írták, és csak egyet elutasítanak: hogy ez a csillag körül keringõ síkképernyõ aláírása. Azt állítják, hogy a kalciumvonalak nem magából a síkból származnak, hanem egy körülvevő gázfelhőből, akár azért, mert lemezes törmelékek ütik el, vagy mert a csillag sugárzása miatt gázt bocsát ki. Mivel ez a gázfelhő követi a síkban lévõ sávot a pályán, növeli az egyik emissziós csúcsot, miközben a Föld felé halad, és egy órával késõbb a másik csúcsot, miközben elmozdul.

„Csodálatos számomra, hogy egy ilyen kicsi tárgy létezéséről következtethetnek” - mondja Ben Zuckerman, a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem csillagász, aki nem vett részt a munkában. De ő és Mukremin Kilic csillagász, a normani Oklahoma Egyetem egyetértenek abban, hogy a csapat magyarázata a legvalószínűbb. - Síkbeli méret? - kérdezi Kilic. "A rendelkezésre álló információk alapján ez valószínűleg a legjobb következtetés."

Az eredmény az is meglepő, mert az objektum olyan közel van a Föld méretű csillagához. Ha a Naprendszerünkben lenne, akkor a Nap felszínén kering. Bármely tárgy, amely egy fehér törpe közelében van, általában szétesik. A kutatók kiszámítják, hogy ha a síkcsövet egyszerűen a saját gravitációja tartja, akkor az egésznek a vas sűrűségének kell lennie, és hasonlóvá kell tennie a Naprendszerünkben található fém aszteroidákhoz. Ha differenciált rétegei lennének, hogy erőt kapjon, akkor kevésbé sűrű és 720 kilométer átmérőjű lehet, hasonlóan a törpe Ceres bolygóhoz. Bármi is volt a tárgy eredetileg, állítják a kutatók, annak külső sziklás rétegeit feltétlenül a fehér törpe hasította el, és csak fémmagja maradt.

Az a tény, hogy ezt a tárgyat azon kevés fehér törpe környékén találták meg, amelynek korongjában por és gáz is található, arra utal, hogy a gáz „dohányzó pisztoly lehet a repülőgépek számára” - mondja Manser. Tehát a csapat azt reméli, hogy megnézi más fehér törpéket, amelyeknek gázos lemezeik vannak, és keressen további keringő túlélőket.

Időközben az SDSS J1228 + 1040 és társa sorsa józan képet ad nekünk a Naprendszerünk jövőjéről. Úgy gondolják, hogy amikor a nap egy piros óriássá duzzad, el fogja fogyasztani a higanyt, a Vénust és a Földet. A többi bolygó kifelé mozoghat és túlélhet, ám ezek a mozgások olyan gravitációs rázkódást okozhatnak, amely a bolygót teljes egészében kiszorítja, vagy befelé spirálisan továbbítja őket végzetükhöz. Nem szép gondolat, de van körülbelül 6 milliárd évünk ahhoz, hogy megfontoljuk a sorsunkat.