Planetariske rester omkring hvide dværgstjerner

Når en stjerne som vores sol bliver gammel, om yderligere syv milliarder år eller deromkring, det vil ikke længere være i stand til at opretholde afbrændingen af ​​sit atombrændsel. Med kun omkring halvdelen af ​​sin masse tilbage vil den krympe til en brøkdel af sin radius og blive en hvid dværgstjerne. Hvide dværgstjerner er almindelige; over 95 % af alle stjerner bliver hvide dværge. Den mest berømte er ledsageren til den klareste stjerne på himlen, Sirius, men mere specifikt vil alle stjerner kendt for at være vært for exoplaneter også ende deres liv som hvide dværge.

Astronomer har fastslået, at planeter, der kredser om stjerner, normalt kan overleve de sene stadier af deres værts evolution. De stenede planeter er brudt fra hinanden og fordelt i støvede affaldsskiver, og derfor bør hvide dværgstjerner beholde rester af beviser for deres planetariske ledsagere. Emission fra disse støvede diske ses som overskydende infrarød stråling; når noget af dette materiale samler sig på selve den hvide dværg, grundstofferne producerer træk i stjernens spektrum. En lille brøkdel, omkring 4 %, af hvide dværge med støvskiver har også gasformige komponenter, der er set i emission. Selvom det er meget sjældent - der kendes kun omkring et dusin - menes disse gasformige hvide dværge at give en særlig nyttig diagnostik af dynamiske ustabiliteter og forstyrrelser i hvide dværgskiver, og astronomer har været på udkig efter flere tilfælde.

CfA-astronomen Warren Brown var medlem af et team, der kombinerede nye optiske observationer fra Gaia-rummissionens himmelundersøgelse med infrarød kataloginformation for at søge efter hvide dværgstjerner, hvis infrarøde overskud signalerer tilstedeværelsen af ​​en disk. De identificerede omkring 110 kandidater, som de fulgte op med optisk spektroskopi ved hjælp af flere jordbaserede teleskoper, hvorfra de opdagede seks nye gasformige disk-værter for hvide dværge. Deres analyse af disse objekters spektre afslørede, at skiverne er mere komplekse end forventet:over 50 emissionslinjer ses, og de adskiller sig i deres bredder, styrker, og former.

Linjerne har også slående forskellige variabilitetskarakteristika, med nogle stjerner, der viser linjer, der næsten ikke varierer i løbet af ca. tre års overvågning, mens linjerne i mindst én vært varierer med 50 %. Mange af de observerede linjer har profiler, der tillader kinematisk modellering, for eksempel indikerer en flad skive, der roterer i såkaldt Kepler-bevægelse (med de hurtigere hastigheder tættere på stjernen, som i tilfældet med planeterne i vores solsystem). De nye resultater viser, at hvide dværgstjerner har rige, dynamisk aktive miljøer, der kan bruges til bedre at forstå, hvordan en stjernes system af planeter udvikler sig, når stjernen bliver ældre.