Ny undersøgelse viser, at blinkende stjerne kan fortære ødelagte planeter

Et team af amerikanske astronomer, der studerer stjernen RZ Piscium, har fundet beviser, der tyder på, at det er mærkeligt, uforudsigelige dæmpningsepisoder kan være forårsaget af store kredsløb af gas og støv i kredsløb, resterne af en eller flere ødelagte planeter.

"Vores observationer viser, at der er massive klatter af støv og gas, der lejlighedsvis blokerer stjernens lys og sandsynligvis spiraler ind i det, "sagde Kristina Punzi, en doktorand ved Rochester Institute of Technology (RIT) i New York og hovedforfatter til et papir, der beskriver resultaterne. "Selvom der kan være andre forklaringer, vi foreslår, at dette materiale kan være blevet frembragt ved, at massive kredsende legemer i nærheden af ​​stjernen er brudt op. "

RZ Piscium ligger omkring 550 lysår væk i stjernebilledet Fiskene. Under sine uregelmæssige dæmpningsepisoder, som kan vare op til to dage, stjernen bliver hele 10 gange svagere. Det producerer langt mere energi ved infrarøde bølgelængder end udsendt af stjerner som vores sol, hvilket indikerer at stjernen er omgivet af en skive varmt støv. Faktisk, omkring 8 procent af dens samlede lysstyrke er i infrarød, et niveau, der kun matcher nogle få af de tusinder af nærliggende stjerner, der er undersøgt i løbet af de sidste 40 år. Dette indebærer enorme mængder støv.

Disse og andre observationer fik nogle astronomer til at konkludere, at RZ Piscium er en ung sollignende stjerne omgivet af et tæt asteroidebælte, hvor hyppige kollisioner sliber stenene til støv.

Men beviserne var langt fra klare. En alternativ opfattelse tyder på, at stjernen i stedet er noget ældre end vores sol og lige er begyndt sin overgang til den røde kæmpestadie. En støvet disk fra stjernens ungdom ville have spredt sig efter et par millioner år, så astronomer havde brug for en anden støvkilde for at redegøre for stjernens infrarøde glød. Fordi den aldrende stjerne vokser sig større, det ville dømme alle planeter i tæt kredsløb, og deres ødelæggelse kunne give det nødvendige støv.

Så hvad er det, en ung stjerne med en affaldsskive eller en planet-smadrende stjernealder? Ifølge undersøgelsen foretaget af Punzi og hendes kolleger, RZ Piscium er lidt af begge dele.

Teamet undersøgte stjernen ved hjælp af European Space Agency's (ESA) XMM-Newton-satellit, Shane 3-meter teleskop ved Lick Observatory i Californien og 10 meter Keck I teleskop ved W. M. Keck Observatory i Hawaii.

Unge stjerner er ofte vidunderlige røntgenkilder. Takket være 11 timers XMM-Newton-observationer, Punzis team viser, at RZ Piscium er, også. Dens samlede røntgenudgang er omtrent 1, 000 gange større end vores sols, hovedsageligt afslutte sagen for stjernernes ungdom.

Holdets jordbaserede observationer afslørede stjernens overfladetemperatur til at være omkring 9, 600 grader Fahrenheit (5, 330 grader Celsius), kun lidt køligere end Solens. De viser også, at stjernen er beriget med fortællerelementet lithium, som langsomt ødelægges af atomreaktioner inde i stjerner.

"Mængden af ​​lithium på en stjernes overflade falder, når den ældes, så det fungerer som et ur, der giver os mulighed for at estimere den forløbne tid siden en stjernes fødsel, "sagde medforfatter Joel Kastner, direktør for RIT's Laboratory for Multiwavelength Astrophysics. "Vores litiummåling for RZ Piscium er typisk for en stjerne på dens overfladetemperatur, der er omkring 30 til 50 millioner år gammel."

Så mens stjernen er ung, den er faktisk for gammel til at være omgivet af så meget gas og støv. "De fleste sollignende stjerner har mistet deres planetdannende diske inden for et par millioner år efter deres fødsel, sagde teammedlem Ben Zuckerman, astronomiprofessor ved University of California, Los Angeles. "Det faktum, at RZ Piscium er vært for så meget gas og støv efter titusinder af år, betyder, at det sandsynligvis ødelægger, frem for at bygge, planeter. "

Jordbaserede observationer undersøgte også stjernens miljø, fange bevis for, at støvet ledsages af betydelige mængder gas. Baseret på støvets temperatur, omkring 450 grader F (230 grader C), forskerne tror, ​​at det meste af affaldet kredser omkring 50 millioner kilometer (50 millioner kilometer) fra stjernen.

"While we think the bulk of this debris is about as close to the star as the planet Mercury ever gets to our Sun, the measurements also show variable and rapidly moving emission and absorption from hydrogen-rich gas, " said co-author Carl Melis, an associate research scientist at the University of California, San Diego. "Our measurements provide evidence that material is both falling inward toward the star and also flowing outward."

A paper reporting the findings was published Thurs., Dec. 21, i The Astronomical Journal .

The best explanation that accounts for all of the available data, say the researchers, is that the star is encircled by debris representing the aftermath of a disaster of planetary proportions. It's possible the star's tides may be stripping material from a close substellar companion or giant planet, producing intermittent streams of gas and dust, or that the companion is already completely dissolved. Another possibility is that one or more massive gas-rich planets in the system underwent a catastrophic collision in the astronomically recent past.