Nye observationer hjælper med at forklare tabbys Stars dæmpning

Årevis, astronomer har kigget op på himlen og spekuleret i Tabby's Stars mærkelige dæmpningsadfærd.

Først identificeret for mere end et århundrede siden, stjernen falder i lysstyrke i løbet af dage eller uger, før den vender tilbage til sin tidligere lysstyrke. På samme tid, stjernen ser ud til langsomt at miste sin glans generelt, efterlader forskere, der klør sig i hovedet.

Nu, astronomer ved Columbia University mener, at de har udviklet en forklaring på denne mærkværdighed.

I et nyt papir offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , astrofysikere Brian Metzger, Miguel Martinez og Nicholas Stone foreslår, at den langsigtede dæmpning er resultatet af en skive af snavs – revet fra en smeltende eksomåne – som akkumulerer og kredser om stjernen, blokerer dets lys, når materialet passerer mellem stjernen og Jorden.

"Eksomånen er som en komet af is, der fordamper og spyr disse klipper ud i rummet, sagde Metzger, lektor i astrofysik ved Columbia University og hovedforsker på undersøgelsen. "Til sidst vil eksomånen fuldstændigt fordampe, men det vil tage millioner af år for månen at blive smeltet og fortæret af stjernen. Vi er så heldige at se denne fordampningsbegivenhed ske."

Tabby's Star, også kendt som KIC 8462852 eller Boyajian's Star, er opkaldt efter Tabetha Boyajian, astrofysikeren fra Louisiana State University (LSU), som opdagede stjernens usædvanlige dæmpningsadfærd i 2015. Boyajian fandt ud af, at Tabby's Star lejlighedsvis falder i lysstyrke - nogle gange med kun 1 procent og andre gange med så meget som 22 procent - over dage eller uger, før den genoprettede sin lysstyrke. glans. Et år senere, LSU-astronomen Bradley Schaefer opdagede, at stjernens lysstyrke også bliver svagere med tiden, dæmpet med 14 procent mellem 1890 og 1989.

Forskere over hele verden har foreslået en række forskellige teorier, lige fra kometstorme til fremmede "megastrukturer, "for at forklare de kortsigtede fald i lysstyrke, men for ganske nylig blev man enige om en meget mere banal synder - støv.

Da en exoplanet ødelægges af stærke interaktioner eller kollisioner med sin moderstjerne, Metzger forklarede, eksomånen, der kredser om exoplaneten, kan blive sårbar over for træk fra systemets centrale stjerne. Kraften kan være så stor, at stjernen river exomoonen væk fra sin planet, forårsager, at exomoonen enten kolliderer med en stjerne eller på anden måde slynges ud af systemet.

I en lille procentdel af tilfældene imidlertid, stjernen stjæler exomoonen og placerer den i en ny bane omkring sig selv. I denne nye bane, det iskolde, støvet exomoon udsættes for stråling fra stjernen, der river dens ydre lag fra hinanden, skabe støvskyer, der til sidst blæses ud til solsystemet. Når disse støvskyer passerer mellem stjernen og Jorden, der observeres intermitterende fald i lysstyrken.

Dette forklarer det kortsigtede, inkonsekvent dæmpning af Tabby's Star, men forskere har haft sværere ved at forklare den langsigtede overordnede fading.

Columbia-holdet foreslår, at Tabby's Star bortførte en exomoon fra en nu for længst forsvunden, nærliggende planet og trak den i kredsløb omkring sig selv, hvor den er blevet revet fra hinanden af ​​stærkere stjernestråling, end den fandtes i dens tidligere kredsløb. Stumper af exomoonens støvede ydre lag af is, gas, og kulstofholdige bjergarter har været i stand til at modstå strålingens udblæsningstryk, der udsender støvskyer med mindre korn, og de flygtige, storkornet materiale har arvet exomoonens nye kredsløb omkring Tabby's Star, hvor den danner en skive, der vedvarende blokerer for stjernens lys. Diskens uigennemsigtighed kan ændre sig langsomt, efterhånden som mindre kornskyer passerer igennem og større partikler, der sidder fast i kredsløb, bevæger sig fra skiven mod Tabby's Star, til sidst bliver så varme, at de smelter og falder ned på stjernens overflade.

Ultimativt, efter millioner af år, Eksomånen, der kredser om Tabby's Star, vil fuldstændigt fordampe, foreslår forskerne.

Martinez, en Columbia College alumnus (CC'19) og forsker, der arbejder med Metzger, sagde, at holdets model er unik i sin hypotese om, hvad der driver den oprindelige planet mod stjernen i første omgang. "Det resulterer naturligvis i, at de forældreløse exomooner ender på (meget excentriske) baner med præcis de egenskaber, tidligere forskning havde vist, var nødvendige for at forklare dæmpningen af ​​Tabbys stjerne, " sagde Martinez. "Ingen anden tidligere model var i stand til at sætte alle disse stykker sammen."

Der er andre stjernesystemer, der viser usædvanlige lysstyrkefald, Martinez sagde, og der kan være andre forklaringer på fluksen, der er lige så overbevisende. Tabby's Star er usædvanlig, fordi den minder meget om Jordens sol, men udviser en drastisk anderledes adfærd. Det er den eneste stjerne som den blandt de en million stjerner observeret af Kepler, men der er mange millioner gange flere stjerner i universet, som endnu ikke er observeret.

Udfordringen nu er at finde andre stjerner som Tabby's, der har bortført exomoons og endnu ikke er færdige med at tilintetgøre dem. Hvis holdets forklaring er korrekt, Metzger sagde, det indikerer, at måner er et fælles træk ved exoplanetariske systemer, derved give en måde at undersøge eksistensen af ​​exomoons.

"Vi har ikke rigtig noget bevis for, at måner eksisterer uden for vores solsystem, men en måne, der bliver kastet af i sin værtsstjerne, kan ikke være så usædvanlig, " sagde han. "Dette er et bidrag til udvidelsen af ​​vores viden om de eksotiske hændelser i andre solsystemer, som vi ikke ville have kendt for 20 eller 30 år siden."