En konstnärs intryck av dammskiva runt den vita dvärgen GD 362. Bildkredit: Tvillingarna Klicka för förstoring
Astronomer har skymtat dammigt skräp runt en väsentligen död stjärna där allvar och strålning för länge sedan skulle ha tagit bort några tecken på damm? en upptäckt som kan ge insikt i vårt eget solsystemets eventuella bortgång flera miljarder år från och med nu.
Resultaten är baserade på mitten av infraröda observationer gjorda med Gemini 8-meter Frederick C. Gillett teleskop (Gemini North) på Hawaiis Mauna Kea. Gemini-observationerna avslöjar ett förvånansvärt stort överflöd av damm som kretsar runt en gammal stjärna med namnet GD 362.
"Detta är inte lätt att förklara," sa Eric Becklin, UCLA-astronom och principutredare för Gemini-observationerna. ”Vår bästa gissning är att något som liknar en asteroid eller kanske till och med en planet runt denna länge döda stjärna blir mark och pulveriseras för att mata stjärnan med damm. Parallellen till vårt eget solsystem är slutligen kylning. "
"Vi har nu ett fönster mot framtiden för vårt eget planetsystem," sade Benjamin Zuckerman, UCLA-professor i fysik och astronomi, medlem av NASA: s astrobiologiska institut och medförfattare på Gemini-baserade papper. "För kanske för första gången har vi en inblick i hur planetsystem som våra egna kan uppträda miljarder år från och med nu."
"Anledningen till att detta är så intressant är att denna vita dvärg har överlägset mest metaller i sin atmosfär av någon känd vit dvärg," tillade Zuckerman. ”Den här vita dvärgen är lika rik på kalcium, magnesium och järn som vår egen sol, och du kan inte förvänta dig att några av dessa tyngre element skulle vara. Detta är en fullständig överraskning. Medan vi har gjort ett väsentligt framsteg kvarstår betydande mysterier. ”
Forskarteamet inkluderar forskare från UCLA, Carnegie Institution och Gemini Observatory. Resultaten är schemalagda för publicering i ett kommande nummer av Astrophysical Journal. Resultaten kommer att publiceras samtidigt med kompletterande observationer nära infraröd observationer gjorda av ett team av University of Texas under ledning av Mukremin Kilic vid NASA: s infraröda teleskopanläggning, även på Mauna Kea.
"Vi har bekräftat över alla tvivel att damm aldrig sover!" lurar Gemini Observatory's Inseok Song, en medförfattare till tidningen. ”Detta damm bör bara existera i hundratals år innan det sopas in i stjärnan av tyngdkraften och förångas av höga temperaturer i stjärnans atmosfär. Något håller denna stjärna välfylld med damm för oss att upptäcka den så länge efter stjärnans död. "
"Det finns bara värdefulla få scenarier som kan förklara så mycket damm runt en gammal stjärna som denna," sa UCLA-professor i fysik och astronomi Michael Jura, som ledde ansträngningen att modellera dammmiljön runt stjärnan. "Vi uppskattar att GD 362 har kylts nu i så länge som fem miljarder år sedan stjärnans dödsfall började och under den tiden borde allt damm ha eliminerats helt."
Jura liknar skivan med de bekanta ringarna i Saturnus och tror att dammet kring GD 362 kan vara en följd av den relativt nyligen drabbade förstörelsen av en stor "förälderkropp" som kom för nära den döda stjärnan.
GD 362 är en vit dvärgstjärna. Det representerar sluttillståndet för stellarutvecklingen för stjärnor som solen och mer massiva stjärnor som den här avkomman, som hade en ursprunglig massa ungefär sju gånger solens. Efter att ha genomgått kärnreaktioner i miljoner år gick GD 362: s kärna ur bränsle och kunde inte längre skapa tillräckligt med värme för att motverka tyngdkraften inåt. Efter en kort period av instabilitet och massförlust kollapsade stjärnan i ett vit hett lik. Resterna kyler långsamt över många miljarder år när den döende glödet gör sin långsamma resa till glömska.
Baserat på dess kylningshastighet uppskattar astronomer att mellan två och fem miljarder år har gått sedan GD 362 död.
"Den här långa tidsramen skulle förklara varför det inte finns några tecken på ett skal med glödande gas känd som en planetarisk nebula från utvisning av material när stjärnan dör," sade teammedlem och Gemini-astronom Jay Farihi.
Under sin termonukleära nedgång, GD 362 genomgick en omfattande period av massförlust, som går från en massa av ungefär sju gånger solens till en mindre, en-sol-massa skugga av dess tidigare jag.
Även om ungefär en fjärdedel av alla vita dvärgar innehåller element som värmer än väte i deras atmosfärer, är det bara en annan vit dvärg som är känd för att innehålla damm. Den andra dammiga vita dvärgen, betecknad G29-38, har cirka 100 gånger mindre dammtäthet än GD 362.
Gemini-observationerna gjordes med MICHELLE mitt-infraröd spektrografi på Gemini North-teleskopet på Mauna Kea, Hawaii.
"Dessa uppgifter är fenomenala," sade Alycia Weinberger från Carnegie-institutionen. ”Att observera denna stjärna var en spänning! Vi kunde hitta resterna av ett planetsystem runt denna stjärna endast på grund av Geminis enorma känslighet i mitten av infraröd. Vanligtvis behöver du ett rymdskepp för att göra det bra. ”
Gemini-mid-infraröda observationer var unika i sin förmåga att bekräfta egenskaperna hos dammet ansvarigt för "infrarött överskott" runt GD 362. De kompletterande infraröda teleskopfaciliteterna nära infraröda observationer och papper från University of Texas team gav viktiga begränsningar för miljön runt stjärnan.
University of Texas astronom och medförfattare Ted von Hippel beskriver hur observationerna av IRTF (Infrared Telescope Facility) kompletterar Gemini-resultaten: ”IRTF-spektret utesluter möjligheten att denna stjärna kan vara en brun dvärg som källa till det infraröda överskottet , 'Von von Hippel. "Kombinationen av de två datamängderna ger ett övertygande fall för en dammskiva runt GD 362."
Originalkälla: UCLA News Release
