Dværgstjerne 200 lysår væk indeholder livets byggesten

Mange forskere mener, at Jorden var tør, da den først blev dannet, og at byggestenene til livet på vores planet - kulstof, nitrogen og vand - dukkede først op senere som et resultat af kollisioner med andre objekter i vores solsystem, der havde disse elementer.

I dag, et UCLA-ledet hold af forskere rapporterer, at det har opdaget eksistensen af ​​en hvid dværgstjerne, hvis atmosfære er rig på kulstof og nitrogen, samt i oxygen og brint, vandets komponenter. Den hvide dværg er cirka 200 lysår fra Jorden og er placeret i stjernebilledet Boötes.

Benjamin Zuckerman, en medforfatter af forskningen og en UCLA professor i astronomi, sagde undersøgelsen præsenterer beviser for, at planetsystemet forbundet med den hvide dværg indeholder materialer, der er de grundlæggende byggesten til livet. Og selvom undersøgelsen fokuserede på denne særlige stjerne - kendt som WD 1425+540 - tyder det faktum, at dets planetsystem deler karakteristika med vores solsystem, stærkt på, at andre planetsystemer også ville.

"Resultaterne indikerer, at nogle af livets vigtige forudsætninger er almindelige i universet, " sagde Zuckerman.

Forskerne rapporterer, at en mindre planet i planetsystemet kredsede om den hvide dværg, og dens bane blev på en eller anden måde ændret, måske ved tyngdekraften fra en planet i samme system. Denne ændring fik den lille planet til at rejse meget tæt på den hvide dværg, hvor stjernens stærke gravitationsfelt flåede den lille planet fra hinanden til gas og støv. Disse rester gik i kredsløb om den hvide dværg - meget ligesom ringene omkring Saturn, Zuckerman sagde - før han til sidst spiralerede ind på selve stjernen, bringer byggestenene til livet med sig.

Forskerne mener, at disse begivenheder fandt sted relativt for nylig, måske i de sidste 100, 000 år eller deromkring, sagde Edward Young, en anden medforfatter af undersøgelsen og en UCLA-professor i geokemi og kosmokemi. De anslår, at cirka 30 procent af den mindre planets masse var vand og anden is, og cirka 70 procent var stenet materiale.

Forskningen tyder på, at den mindre planet er den første af, hvad der sandsynligvis er mange sådanne analoger til objekter i vores solsystems Kuiper-bælte. Kuiperbæltet er en enorm klynge af små kroppe som kometer og mindre planeter placeret i vores solsystems ydre rækker, hinsides Neptun. Astronomer har længe undret sig over, om andre planetsystemer har kroppe med egenskaber, der ligner dem i Kuiperbæltet, og den nye undersøgelse ser ud til for første gang at bekræfte, at der eksisterer et sådant organ.

Hvide dværgstjerner er tætte, udbrændte rester af normale stjerner. Deres stærke tyngdekraft forårsager elementer som kulstof, ilt og nitrogen synker ud af deres atmosfærer og ind i deres indre, hvor de ikke kan opdages af teleskoper.

Forskningen, offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve , beskriver, hvordan WD 1425+540 kom til at opnå kulstof, nitrogen, oxygen og brint. Det er første gang, en hvid dværg med nitrogen er blevet opdaget, og et af kun få kendte eksempler på hvide dværge, der er blevet påvirket af en stenet krop, der var rig på vandis.

"Hvis der er vand i Kuiper bælte-lignende objekter omkring andre stjerner, som der nu ser ud til at være, så når klippeplaneter dannes, behøver de ikke at indeholde livets ingredienser, " sagde Siyi Xu, undersøgelsens hovedforfatter, en postdoktor ved European Southern Observatory i Tyskland, som fik sin doktorgrad ved UCLA.

"Nu ser vi i et planetsystem uden for vores solsystem, at der er mindre planeter, hvor vand, nitrogen og kulstof er til stede i overflod, som i vores solsystems Kuiper bælte, " sagde Xu. "Hvis Jorden fik sit vand, nitrogen og kulstof fra påvirkningen af ​​sådanne genstande, så kunne klippeplaneter i andre planetsystemer også få deres vand, nitrogen og kulstof på denne måde."

En stenet planet, der dannes relativt tæt på sin stjerne, ville sandsynligvis være tør, sagde Young.

"Vi vil gerne vide, om der i andre planetsystemer eksisterer Kuiper-bælter med store mængder vand, der kan tilføres ellers tørre planeter, " sagde han. "Vores forskning tyder på, at dette er sandsynligt."

Ifølge Zuckerman, undersøgelsen afgør ikke spørgsmålet om, hvorvidt liv i universet er almindeligt.

"Først har du brug for en jordlignende verden i dens størrelse, masse og i den rigtige afstand fra en stjerne som vores sol, " han sagde, tilføjer, at astronomer stadig ikke har fundet en planet, der matcher disse kriterier.

Forskerne observerede WD 1425+540 med Keck-teleskopet i 2008 og 2014, og med Hubble Space Telescope i 2014. De analyserede den kemiske sammensætning af dens atmosfære ved hjælp af et instrument kaldet et spektrometer, som opdeler lys i bølgelængder. Spektrometre kan indstilles til de bølgelængder, hvor forskerne ved, at et givet grundstof udsender og absorberer lys; videnskabsmænd kan derefter bestemme grundstoffets tilstedeværelse ved, om det udsender eller absorberer lys med bestemte karakteristiske bølgelængder. I den nye undersøgelse, forskerne så grundstofferne i den hvide dværgs atmosfære, fordi de absorberede noget af baggrundslyset fra den hvide dværg.