Metalar fundet på kannibalstjerne

Når en stjerne som vores sol når slutningen af ​​sit liv, kan den indtage de omkringliggende planeter og asteroider, der blev født med den. Nu, ved hjælp af European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO's VLT) i Chile, har forskere for første gang fundet en unik signatur af denne proces - et ar præget på overfladen af ​​en hvid dværgstjerne. Resultaterne er offentliggjort i The Astrophysical Journal Letters .

"Det er velkendt, at nogle hvide dværge - langsomt afkølende gløder af stjerner som vores sol - kannibaliserer stykker af deres planetsystemer. Nu har vi opdaget, at stjernens magnetfelt spiller en nøglerolle i denne proces, hvilket resulterer i et ar på hvid dværgs overflade," siger Stefano Bagnulo, en astronom ved Armagh Observatory and Planetarium i Nordirland, Storbritannien, og hovedforfatter af undersøgelsen.

Arret, som holdet observerede, er en koncentration af metaller, der er præget på overfladen af ​​den hvide dværg WD 0816-310, en rest på størrelse med Jorden af ​​en stjerne, der ligner, men noget større end, vores sol.

"Vi har påvist, at disse metaller stammer fra et planetarisk fragment så stort som eller muligvis større end Vesta, som er omkring 500 kilometer på tværs og den næststørste asteroide i solsystemet," siger Jay Farihi, professor ved University College London. UK, og medforfatter på undersøgelsen.

Observationerne gav også fingerpeg om, hvordan stjernen fik sit metalar. Holdet bemærkede, at styrken af ​​metaldetektionen ændrede sig, efterhånden som stjernen roterede, hvilket tyder på, at metallerne er koncentreret på et bestemt område på den hvide dværgs overflade i stedet for jævnt spredt henover den.

De fandt også ud af, at disse ændringer var synkroniseret med ændringer i den hvide dværgs magnetfelt, hvilket indikerer, at dette metalar er placeret på en af ​​dets magnetiske poler. Sammenlagt indikerer disse spor, at magnetfeltet ledede metaller ind på stjernen og skabte arret. Tidligere har astronomer observeret adskillige hvide dværge forurenet af metaller, der var spredt ud over stjernens overflade. Disse er kendt for at stamme fra forstyrrede planeter eller asteroider, der svinger for tæt på stjernen og følger stjerne-græssende kredsløb, der ligner dem for kometer i vores solsystem.

Men for WD 0816-310 er holdet overbevist om, at fordampet materiale blev ioniseret og ført ind på de magnetiske poler af den hvide dværgs magnetfelt. Processen deler ligheder med, hvordan nordlys dannes på Jorden og på Jupiter.

"Overraskende nok var materialet ikke jævnt blandet over stjernens overflade, som forudsagt af teorien. I stedet er dette ar en koncentreret plet af planetmateriale, holdt på plads af det samme magnetfelt, som har styret de indfaldende fragmenter," siger medforfatter John Landstreet, professor ved Western University, Canada, som også er tilknyttet Armagh Observatory and Planetarium. "Intet som dette er set før."

For at nå disse konklusioner brugte holdet et "schweizerkniv"-instrument på VLT kaldet FORS2, som gjorde det muligt for dem at opdage metalarret og forbinde det med stjernens magnetfelt.

"ESO har den unikke kombination af kapaciteter, der er nødvendige for at observere svage objekter såsom hvide dværge og følsomt måle stjernemagnetiske felter," siger Bagnulo. I deres undersøgelse stolede holdet også på arkivdata fra VLT's X-shooter-instrument for at bekræfte deres resultater.

Ved at udnytte kraften i observationer som disse kan astronomer afsløre hovedsammensætningen af ​​exoplaneter, planeter, der kredser om andre stjerner uden for solsystemet. Denne unikke undersøgelse viser også, hvordan planetsystemer kan forblive dynamisk aktive, selv efter "døden."

Flere oplysninger: Opdagelse af magnetisk styret metaltilvækst på en forurenet hvid dværg, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad2619

Journaloplysninger: Astrofysiske journalbreve

Leveret af ESO