En kunstners inntrykk av støvskive rundt den hvite dvergen GD 362. Bildekreditt: Tvillinger Klikk for å forstørre
Astronomer har skimtet støvete rusk rundt en egentlig død stjerne der tyngdekraften og strålingen for lengst skulle ha fjernet noe tegn på støv? en oppdagelse som kan gi innsikt i vårt eget solsystemets eventuelle bortgang flere milliarder år fra nå.
Resultatene er basert på midtinfrarøde observasjoner gjort med Gemini 8-meter Frederick C. Gillett teleskop (Gemini North) på Hawaiis Mauna Kea. Gemini-observasjonene avslører en overraskende stor overflod av støv som kretser rundt en eldgamle stjernestjerne med navnet GD 362.
"Dette er ikke lett å forklare," sa Eric Becklin, UCLA-astronom og hovedetterforsker for Gemini-observasjonene. "Vår beste gjetning er at noe som ligner på en asteroide eller muligens til og med en planet rundt denne langdøde stjernen blir jordet opp og pulverisert for å mate stjernen med støv. Parallellen til vårt eget solsystemes eventuelle bortgang er kjøling. "
"Vi har nå et vindu mot fremtiden til vårt eget planetariske system," sa Benjamin Zuckerman, UCLA-professor i fysikk og astronomi, medlem av NASAs Astrobiology Institute, og en medforfatter på Gemini-baserte papiret. "For kanskje første gang har vi et innblikk i hvordan planetariske systemer som våre egne kan oppføre seg i milliarder av år fra nå."
"Årsaken til at dette er så interessant, er at akkurat denne hvite dvergen har langt de fleste metaller i sin atmosfære fra en hvilken som helst kjent hvit dverg," la Zuckerman til. “Denne hvite dvergen er like rik på kalsium, magnesium og jern som vår egen sol, og du kan forvente ingen av disse tyngre elementene. Dette er en komplett overraskelse. Selv om vi har gjort et betydelig fremskritt, gjenstår betydelige mysterier. ”
Forskerteamet inkluderer forskere fra UCLA, Carnegie Institution og Gemini Observatory. Resultatene skal etter planen publiseres i en kommende utgave av Astrophysical Journal. Resultatene vil bli publisert samtidig med komplementære observasjoner nær infrarød, gjort av et team av University of Texas ledet av Mukremin Kilic ved NASAs infrarøde teleskopanlegg, også på Mauna Kea.
"Vi har bekreftet over enhver tvil at støv aldri sover!" quips Gemini Observatory's Inseok Song, en medforfatter av avisen. ”Dette støvet skulle bare eksistere i hundrevis av år før det blir feid inn i stjernen av tyngdekraften og fordampet av høye temperaturer i stjernens atmosfære. Noe holder den stjernen godt utstyrt med støv for at vi skal kunne oppdage den så lenge etter stjernens død. "
"Det er bare dyrebare få scenarier som kan forklare så mye støv rundt en gammel stjerne som denne," sa UCLA-professor i fysikk og astronomi Michael Jura, som ledet arbeidet med å modellere støvmiljøet rundt stjernen. "Vi anslår at GD 362 har blitt avkjølt nå i så lenge som fem milliarder år siden stjernens dødsfall begynte, og på den tiden burde alt støv ha blitt fullstendig eliminert."
Jura likner disken med kjente ringer fra Saturn og tenker at støvet rundt GD 362 kan være en konsekvens av den relativt nylige gravitasjonsødeleggelsen av et stort "foreldrelegeme" som kom for nær den døde stjernen.
GD 362 er en hvit dvergstjerne. Det representerer endetilstanden for den stjerneutviklingen for stjerner som solen og mer massive stjerner som denne forfederen, som hadde en original masse omtrent syv ganger solens. Etter å ha gjennomgått kjernefysiske reaksjoner i millioner av år, gikk kjernen på GD 362 tom for drivstoff og kunne ikke lenger skape nok varme til å motveie tyngdekraften innover. Etter en kort periode med ustabilitet og massetap, kollapset stjernen i et hvitt-varmt lik. Restene avkjøles sakte over mange milliarder av år, mens den døende kimen gjør sin sakte reise til glemmeboken.
Basert på kjølehastigheten, anslår astronomer at det har gått mellom to milliarder til fem milliarder år siden GD 362's død.
"Denne lange tidsrammen vil forklare hvorfor det ikke er noe tegn på et skall med glødende gass kjent som en planetarisk tåke fra utvisning av materiale da stjernen døde," sa teammedlem og Gemini-astronom Jay Farihi.
Under sin termonukleære nedgang, gikk GD 362 gjennom en omfattende periode med massetap, og gikk fra en masse på rundt syv ganger solskinnets masse til en mindre skygge med en solmasse av det tidligere jeget.
Selv om omtrent en fjerdedel av alle hvite dverger inneholder elementer som er varmere enn hydrogen i atmosfærene, er det bare en annen hvit dverg som er kjent for å inneholde støv. Den andre støvete hvite dvergen, betegnet G29-38, har omtrent 100 ganger mindre støvetetthet enn GD 362.
Gemini-observasjonene ble gjort med MICHELLE midtinfrarød spektrograf på Gemini North-teleskopet på Mauna Kea, Hawaii.
"Disse dataene er fenomenale," sa Alycia Weinberger fra Carnegie-institusjonen. “Det var en spenning å observere denne stjernen! Vi var i stand til å finne restene av et planetarisk system rundt denne stjernen bare på grunn av Gemini's enorme følsomhet i midten av infrarød. Vanligvis trenger du et romfartøy for å gjøre dette godt. ”
Gemini-infrarøde observasjoner var unike i sin evne til å bekrefte egenskapene til støvet som var ansvarlig for det "infrarøde overskuddet" rundt GD 362. De komplementære infrarøde teleskopfasilitetene nærinfrarøde observasjoner og papir fra University of Texas team ga viktige begrensninger for miljøet rundt stjernen.
University of Texas astronom og medforfatter Ted von Hippel beskriver hvordan IRTF-observasjonene kompletterer Gemini-resultatene: “IRTF-spekteret utelukker muligheten for at denne stjernen kan være en brun dverg som kilden til det infrarøde overskuddet. , 'Von von Hippel. "Kombinasjonen av de to datasettene gir en overbevisende sak for en støvdisk rundt GD 362."
Originalkilde: UCLA News Release
