Døde stjerners kannibalisme i dets planetsystem er mest vidtrækkende, der nogensinde er set

En nærliggende stjernes voldsomme dødsfald forstyrrede dets planetsystem så grundigt, at den efterladte døde stjerne – kendt som en hvid dværg – suger affald ind fra både systemets indre og ydre rækkevidde, rapporterer UCLA-astronomer og kolleger i dag.

Dette er det første tilfælde af kosmisk kannibalisme, hvor astronomer har observeret en hvid dværg, der indtager både stenet-metallisk materiale, sandsynligvis fra en nærliggende asteroide, og iskoldt materiale, der formodes at være fra et legeme, der ligner dem, der findes i Kuiperbæltet i udkanten. af vores eget solsystem.

"Vi har aldrig set begge disse slags objekter samle sig på en hvid dværg på samme tid," sagde ledende forsker Ted Johnson, en fysik og astronomi hovedfag ved UCLA, som dimitterede i sidste uge. "Ved at studere disse hvide dværge håber vi at få en bedre forståelse af planetsystemer, der stadig er intakte."

Resultaterne er baseret på en analyse af materialer fanget af atmosfæren i G238-44, en hvid dværg omkring 86 lysår fra Jorden, ved hjælp af arkivdata fra Hubble-rumteleskopet og yderligere NASA-satellitter og -observatorier. En hvid dværg er den udbrændte kerne, der bliver tilbage, efter at en stjerne, som vores sol, afgiver sine ydre lag og holder op med at forbrænde brændstof gennem kernefusion.

Hvor overraskende den hvide dværgs vidtfavnende kost end er, er resultaterne også spændende, fordi astronomer mener, at iskolde objekter styrtede ind i og vandede tørre, klippefyldte planeter i vores solsystem – inklusive Jorden. For milliarder af år siden menes kometer og asteroider at have leveret vand til vores planet, hvilket har skabt de nødvendige betingelser for liv. Sammensætningen af ​​det materiale, der er registreret regner på G238-44, antyder, at iskolde reservoirer kan være almindelige blandt planetsystemer, sagde forskningsmedforfatter Benjamin Zuckerman, en UCLA-professor i fysik og astronomi.

"Livet, som vi kender det, kræver en stenet planet dækket med en række flygtige elementer som kulstof, nitrogen og oxygen," sagde Zuckerman. "De overflod af de grundstoffer, vi ser på denne hvide dværg, ser ud til at komme fra både en stenet forælderkrop og en flygtig-rig moderkrop - det første eksempel, vi har fundet blandt undersøgelser af hundredvis af hvide dværge."

Kaos og ødelæggelse:Fra levende stjerne til rød kæmpe til hvid dværg

Teorier om planetarisk systemudvikling beskriver en stjernes død som en turbulent, kaotisk begivenhed, en begivenhed, der begynder, når den først ballonerer eksponentielt ind i det, der er kendt som en rød kæmpe og derefter hurtigt mister sine ydre lag og kollapser til en hvid dværg - en supertæt stjerne på størrelse med Jorden med en masse af vores sol. Processen forstyrrer dramatisk de resterende planeters kredsløb, og mindre objekter – asteroider, kometer, måner – der går for tæt på dem, kan spredes som flipperkugler og sendes stormende mod den hvide dværg.

Denne undersøgelse bekræfter kaosets sande omfang og viser, at stjernen inden for 100 millioner år efter begyndelsen af ​​dens hvide dværgfase er i stand til samtidigt at fange og forbruge materiale fra sit nærliggende asteroidebælte og dets fjerntliggende Kuiperbælt-lignende områder .

Selvom astronomer har katalogiseret mere end 5.000 planeter uden for vores solsystem, er den eneste planet, hvis indre sammensætning vi har nogen direkte viden om, Jorden. Fordi materialerne, der samler sig på G238-44, er repræsentative for byggestenene på store planeter, giver denne hvide dværg kannibalisme en unik mulighed for at skille planeter ad og se, hvad de var lavet af, da de først dannede sig omkring stjernen, sagde UCLA astronomiforsker Beth Klein, medlem af teamet.

Holdet målte blandt andet tilstedeværelsen af ​​nitrogen, oxygen, magnesium, silicium og jern i den hvide dværgs atmosfære. Deres påvisning af jern i meget høj overflod er bevis for metalliske kerner af jordiske planeter, som Jorden, Venus, Mars og Merkur, sagde Johnson. Uventet høje nitrogenoverfloder fik dem til at konkludere, at iskolde kroppe også var til stede.

"Den bedste pasform til vores data var en næsten to-til-en blanding af kviksølv-lignende materiale og komet-lignende materiale, som består af is og støv," sagde Johnson. "Jernmetal og nitrogenis antyder hver især meget forskellige betingelser for planetarisk dannelse. Der er ingen kendt solsystemobjekt med så meget af begge."

Forskerne siger, at det ultimative scenarie for vores egen sol omkring 5 milliarder år fra nu sandsynligvis vil være ret lig det, der er set med G238-44. Under solens røde kæmpefase kan Jorden være fuldstændig fordampet sammen med de indre planeter, forudser de.

Banerne for mange af asteroiderne i vores solsystems vigtigste asteroidebælte vil blive tyngdemæssigt forstyrret af Jupiter og vil også falde ned på den hvide dværg-rest, som solen vil blive til, sagde han.

I mere end to år har forskergruppen ved UCLA sammen med kolleger ved UC San Diego og University of Kiel i Tyskland arbejdet på at opklare mysteriet om G238-44 ved at analysere de grundstoffer, der er fundet på den hvide dværgstjerne.

Deres analyse inkluderede data fra NASA's pensionerede Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer, Keck Observatory's High Resolution Echelle Spectrometer på Hawaii og Hubble Space Telescope's Cosmic Origins Spectrograph and Space Telescope Imaging Spectrograph. Hubble Space Telescope er et projekt for internationalt samarbejde mellem NASA og Den Europæiske Rumorganisation.

Holdets resultater blev præsenteret på en pressekonference fra American Astronomical Society den 15. juni. + Udforsk yderligere

De sidste øjeblikke af planetariske rester set for første gang