Ölü bir yıldız, gezegen sistemini şiddetle parçalayarak yakalandı

Beyaz cüce yıldızın yüzeyindeki enkaz arasında hem kayalık hem de buzlu nesneler tespit edildi.

“Ölülerini çıkar!” Klasik film “Monty Python ve Kutsal Kase”de havada döngüler, etrafta olup bitenlerin paralel bir sahnesi[{” attribute=””>white dwarf star in a nearby planetary system. The dead star is “ringing” its own bell, calling out to the “dead” to collect at its footsteps. The white dwarf is all that remains after a Sun-like star has exhausted its nuclear fuel and expelled most of its outer material – decimating objects in the planetary system that orbit it. What’s left is a band of players with unpredictable orbits that – despite protests that they “aren’t dead yet!” – will ultimately be captured by the central star.

How do we know? The bodies consumed by the star leave telltale “fingerprints” – caught by the Hubble Space Telescope and other NASA observatories – on its surface. The spectral evidence shows that the white dwarf is siphoning off both rocky-metallic and icy material – debris from both its system’s inner and outer reaches. Uncovering evidence of icy bodies is intriguing, since it implies that a “water reservoir” might be common on the edges of planetary systems, improving the chances for the emergence of life as we know it.

Bir yıldızın ölümünün acısı, gezegen sistemini o kadar şiddetli bir şekilde bozdu ki, geride bıraktığı beyaz cüce denilen ölü yıldız, sistemin hem iç hem de dış çıkıntılarından enkaz çekiyor. Bu, gökbilimcilerin, gezegenlerin bileşenleri olan hem mineral hem de buzlu kayalık malzemeyi tüketen bir beyaz cüce yıldız gözlemledikleri ilk zamandır. NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ve diğer NASA gözlemevlerinden elde edilen arşiv verileri, bu kozmik yamyamlık vakasını teşhis etmek için gerekliydi. Sonuçlar, gelişmiş gezegen sistemlerinin şiddetli doğasını tanımlamaya yardımcı olur ve gökbilimcilere yeni oluşan sistemlerin yapısı hakkında bilgi verebilir. kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi; Ana Yapımcı: Paul Morris

Ölü yıldız gezegen sistemini parçalarken yakalandı

Bir yıldızın ölümünün acısı, gezegen sistemini o kadar şiddetli bir şekilde bozdu ki, geride bıraktığı beyaz cüce denilen ölü yıldız, sistemin hem iç hem de dış çıkıntılarından enkaz çekiyor. Bu, gökbilimcilerin, gezegenlerin bileşenleri olan hem mineral hem de buzlu kayalık malzemeyi tüketen bir beyaz cüce yıldız gözlemledikleri ilk zamandır.

NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ve diğer NASA gözlemevlerinden elde edilen arşiv verileri, bu kozmik yamyamlık vakasını teşhis etmek için gerekliydi. Sonuçlar, gelişmiş gezegen sistemlerinin şiddetli doğasını tanımlamaya yardımcı olur ve gökbilimcilere yeni oluşan sistemlerin yapısı hakkında bilgi verebilir.

Sonuçlar, yakındaki beyaz cüce yıldız G238-44’ün atmosferi tarafından yakalanan malzemenin analizine dayanmaktadır. Beyaz cüce, güneşimiz gibi bir yıldızın dış katmanlarını soyup nükleer füzyon yoluyla yakıt yakmayı bıraktıktan sonra geriye kalan şeydir. Baş araştırmacı ve Los Angeles California Üniversitesi’nden (UCLA) yeni mezun olan Ted Johnson, “Bu iki tür cismin aynı anda bir beyaz cüce üzerinde biriktiğini hiç görmemiştik,” dedi. “Bu beyaz cüceleri inceleyerek, hala bozulmamış gezegen sistemlerini daha iyi anlamayı umuyoruz.”

G238-44 gezegen sisteminin bu çizimi, yıkımının izini sürüyor. Hareketin merkezinde küçük bir beyaz cüce yıldız var. Son derece sönük birikme diski, beyaz cücenin üzerine düşen parça parça parçalanmış cisimlerden oluşuyor. Asteroitler ve kalan gezegen gövdeleri, yıldızı çevreleyen bir malzeme deposu oluşturur. Daha büyük gaz devi gezegenler hala sistemde olabilir. Çok daha uzakta, kuyruklu yıldızlar gibi sonunda ölü yıldızı da besleyen buzlu cisimlerden oluşan bir kuşak var. Kredi: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Bulgular ayrıca ilginç çünkü küçük, buzlu cisimlerin güneş sistemimizdeki kuru, kayalık gezegenlerle çarpışması ve “sulaması” ile ilişkilendiriliyor. Milyarlarca yıl önce, kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin Dünya’ya su getirdiğine ve bildiğimiz gibi yaşam için gerekli koşulları yarattığına inanılıyor. Johnson, beyaz cüce üzerinde yağmur yağdığı gözlemlenen cesetlerin bileşiminin, gezegen sistemleri arasında buzlu rezervuarların yaygın olabileceğini öne sürdüğünü söyledi.

UCLA profesörü ve yazarlarından Benjamin Zuckerman, “Bildiğimiz yaşam, karbon, nitrojen ve oksijen gibi çeşitli elementlerle kaplı kayalık bir gezegen gerektiriyor” dedi. “Bu beyaz cücede gördüğümüz elementlerin bolluğu, kayalık ve uçuculuk açısından zengin bir ana gövde gerektiriyor – yüzlerce beyaz cüce üzerinde yaptığımız çalışmalarda bulduğumuz ilk örnek.”

derbiyi yıkmak

Gezegen sistemi evrim teorileri, kırmızı dev yıldız ile beyaz cüce evreleri arasındaki geçişi kaotik bir süreç olarak tanımlar. Bir yıldız dış katmanlarını hızla kaybediyor ve gezegenlerinin yörüngeleri çarpıcı biçimde değişiyor. Asteroitler ve cüce gezegenler gibi küçük nesneler dev gezegenlere yaklaşabilir ve yıldıza doğru düşebilir. Bu çalışma, beyaz cüce evresinin başlangıcından sonraki 100 milyon yıl içinde, yıldızın asteroit kuşağı ve Kuiper kuşağı benzeri bölgelerden eşzamanlı olarak malzeme yakalayıp tüketebildiğini göstererek, bu şiddetli kaotik evrenin gerçek ölçeğini doğrulamaktadır.

Bu çalışmada beyaz cüce tarafından yutulan tahmini toplam kütle, bir asteroitin veya küçük bir ayın kütlesinden daha büyük olmayabilir. Beyaz cüce tarafından tüketilen en az iki nesnenin varlığı doğrudan ölçülemese de, birinin bir asteroit kadar mineral bakımından zengin olması ve diğerinin güneş sistemimizin kenarlarında bulunanlara benzer buzlu bir nesne olması muhtemeldir. Kuiper Kuşağı’nda.

Gökbilimciler 5.000’den fazla ötegezegen sınıflandırmış olsalar da, Dünya, iç yapısı hakkında doğrudan bilgi sahibi olduğumuz tek gezegendir. Beyaz cüce yamyamlığı, gezegenleri parçalamak ve yıldızın etrafında ilk oluştuklarında neyden yapıldığını öğrenmek için eşsiz bir fırsat sunuyor.

Ekip, diğer elementlerin yanı sıra nitrojen, oksijen, magnezyum, silikon ve demirin varlığını ölçtü. Çok büyük miktarlarda demirin keşfi, Dünya gibi karasal gezegenlerin metal çekirdeklerinin varlığının kanıtıdır.[{” attribute=””>Venus, Mars, and Mercury. Unexpectedly high nitrogen abundances led them to conclude the presence of icy bodies. “The best fit for our data was a nearly two-to-one mix of Mercury-like material and comet-like material, which is made up of ice and dust,” Johnson said. “Iron metal and nitrogen ice each suggest wildly different conditions of planetary formation. There is no known solar system object with so much of both.”

Death of a Planetary System

When a star like our Sun expands into a bloated red giant late in its life, it will shed mass by puffing off its outer layers. One consequence of this can be the gravitational scattering of small objects like asteroids, comets, and moons by any remaining large planets. Like pinballs in an arcade game, the surviving objects can be thrown into highly eccentric orbits.

“After the red giant phase, the white dwarf star that remains is compact – no larger than Earth. The wayward planets end up getting very close to the star and experience powerful tidal forces that tear them apart, creating a gaseous and dusty disk that eventually falls onto the white dwarf’s surface,” Johnson explained.

The researchers are looking at the ultimate scenario for the Sun’s evolution, 5 billion years from now. Earth might be completely vaporized along with the inner planets. But the orbits of many of the asteroids in the main asteroid belt will be gravitationally perturbed by Jupiter and will eventually fall onto the white dwarf that the remnant Sun will become.

For over two years, the research group at UCLA, the University of California, San Diego, and the Kiel University in Germany, has worked to unravel this mystery by analyzing the elements detected on the white dwarf star cataloged as G238-44. Their analysis includes data from NASA’s retired Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE), the Keck Observatory’s High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) in Hawaii, and the Hubble Space Telescope’s Cosmic Origins Spectrograph (COS) and Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS).

The team’s results were presented at an American Astronomical Society (AAS) press conference on Wednesday, June 15, 2022.

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and ESA (European Space Agency). NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, manages the telescope. The Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, conducts Hubble science operations. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy, in Washington, D.C.