Wrażenie artysty z dysku pyłowego wokół białego karła GD 362. Źródło zdjęcia: Bliźnięta Kliknij, aby powiększyć
Astronomowie zauważyli zakurzone szczątki wokół zasadniczo martwej gwiazdy, w której grawitacja i promieniowanie powinny dawno temu usunąć wszelkie ślady pyłu? odkrycie, które może zapewnić wgląd w ostateczną śmierć naszego własnego Układu Słonecznego za kilka miliardów lat.
Wyniki oparte są na obserwacjach w środkowej podczerwieni wykonanych za pomocą 8-metrowego teleskopu Gemini 8-metrowego teleskopu Fredericka C. Gilletta (Gemini North) na hawajskim Mauna Kea. Obserwacje Gemini ujawniają zaskakująco dużą ilość pyłu krążącego wokół starożytnego gwiezdnego żaru o nazwie GD 362.
„Nie jest to łatwe do wyjaśnienia” - powiedział Eric Becklin, astronom z UCLA i główny badacz obserwacji Gemini. „Przypuszczamy, że coś podobnego do asteroidy, a może nawet planety wokół tej dawno zmarłej gwiazdy, jest mielone i sproszkowane, aby zasilić gwiazdę pyłem. Równolegle do ostatecznej śmierci naszego własnego Układu Słonecznego jest chłód ”.
„Mamy teraz okno na przyszłość naszego własnego układu planetarnego” - powiedział Benjamin Zuckerman, profesor fizyki i astronomii z UCLA, członek Instytutu Astrobiologii NASA i współautor artykułu opartego na Gemini. „Być może po raz pierwszy mamy wgląd w to, jak systemy planetarne takie jak nasz mogą zachowywać się za miliardy lat.”
„Powodem, dla którego jest to tak interesujące, jest fakt, że ten konkretny biały karzeł ma jak dotąd najwięcej metali w swojej atmosferze spośród wszystkich znanych białych karłów” - dodał Zuckerman. „Ten biały karzeł jest tak bogaty w wapń, magnez i żelazo jak nasze własne słońce i nie spodziewałbyś się, że żaden z tych cięższych pierwiastków. To kompletna niespodzianka. Chociaż poczyniliśmy znaczny postęp, pozostaje wiele tajemnic. ”
Zespół badawczy obejmuje naukowców z UCLA, Carnegie Institution i Gemini Observatory. Wyniki są zaplanowane do publikacji w nadchodzącym numerze Astrophysical Journal. Wyniki zostaną opublikowane równolegle z uzupełniającymi obserwacjami w bliskiej podczerwieni, przeprowadzonymi przez zespół University of Texas kierowany przez Mukremin Kilic w NASA Infrared Telescope Facility, również na Mauna Kea.
„Potwierdziliśmy ponad wszelką wątpliwość, że kurz nigdy nie śpi!” cytuje Inseok Song Gemini Observatory, współautora artykułu. „Pył ten powinien istnieć dopiero przez setki lat, zanim zostanie zmieciony do gwiazdy przez grawitację i odparowany przez wysokie temperatury w atmosferze gwiazdy. Coś utrzymuje tę gwiazdę dobrze zaopatrzoną w pył, abyśmy mogli ją wykryć tak długo po śmierci gwiazdy. ”
„Istnieje tylko kilka cennych scenariuszy, które mogą wyjaśnić tak wiele pyłu wokół starożytnej gwiazdy takiej jak ta”, powiedział profesor fizyki i astronomii UCLA Michael Jura, który poprowadził wysiłki w celu modelowania środowiska pyłu wokół gwiazdy. „Szacujemy, że GD 362 ochładza się już od pięciu miliardów lat od wybuchu śmierci gwiazdy i w tym czasie wszelkie pyły powinny zostać całkowicie wyeliminowane”.
Jura porównuje dysk do znajomych pierścieni Saturna i sądzi, że pył wokół GD 362 może być konsekwencją stosunkowo niedawnego zniszczenia grawitacyjnego dużego „ciała macierzystego”, które zbytnio zbliżyło się do martwej gwiazdy.
GD 362 jest gwiazdą białego karła. Reprezentuje stan końcowy ewolucji gwiezdnej dla gwiazd takich jak Słońce i bardziej masywnych gwiazd, takich jak jego przodek, który miał pierwotną masę około siedem razy większą niż Słońce. Po milionach lat reakcji jądrowych w jądrze GD 362 zabrakło paliwa i nie mógł już wytworzyć wystarczającej ilości ciepła, aby zrównoważyć napór grawitacji do wewnątrz. Po krótkim okresie niestabilności i utraty masy gwiazda zapadła się w rozpalone do białości zwłoki. Resztki stygną powoli przez wiele miliardów lat, gdy umierający żar powoli przemienia się w zapomnienie.
Na podstawie szybkości chłodzenia astronomowie szacują, że od śmierci GD 362 minęło od dwóch do pięciu miliardów lat.
„Ta długa rama czasowa wyjaśniałaby, dlaczego nie ma śladu pocisku świecącego gazu znanego jako mgławica planetarna po wydaleniu materiału w chwili śmierci gwiazdy”, powiedział członek zespołu i astronom z Gemini Jay Farihi.
Podczas upadku termojądrowego GD 362 przeszedł rozległy okres utraty masy, przechodząc od masy około siedem razy większej niż masa Słońca do mniejszego cienia jednego Słońca o masie słonecznej.
Chociaż około jedna czwarta wszystkich białych karłów zawiera w swoich atmosferach pierwiastki cięższe niż wodór, wiadomo, że tylko jeden biały karzeł zawiera pył. Drugi zakurzony biały karzeł, oznaczony jako G29-38, ma około 100 razy mniejszą gęstość pyłu niż GD 362.
Obserwacji Gemini dokonano za pomocą spektrografu MISELLE w środkowej podczerwieni w teleskopie Gemini North na Mauna Kea na Hawajach.
„Te dane są fenomenalne” - powiedziała Alycia Weinberger z Carnegie Institution. „Obserwowanie tej gwiazdy było ekscytujące! Byliśmy w stanie znaleźć pozostałości układu planetarnego wokół tej gwiazdy tylko ze względu na ogromną wrażliwość Gemini w środkowej podczerwieni. Zwykle potrzebujesz statku kosmicznego, aby zrobić to dobrze. ”
Obserwacje Gemini w środkowej podczerwieni były wyjątkowe pod względem ich zdolności do potwierdzania właściwości pyłu odpowiedzialnego za „nadmiar podczerwieni” wokół GD 362. Uzupełniające obserwacje w bliskiej podczerwieni w ramach Teleskopu w podczerwieni i praca zespołu University of Texas zapewniły kluczowe ograniczenia środowisko wokół gwiazdy.
Ted von Hippel, astronom z University of Texas, współautor TED von Hippel, opisuje, w jaki sposób obserwacje obiektu w podczerwieni (IRTF) uzupełniają wyniki Gemini: „Widmo IRTF wyklucza możliwość, że ta gwiazda może być brązowym karłem jako źródłem nadmiaru podczerwieni - powiedział von Hippel. „Połączenie dwóch zestawów danych stanowi przekonujący przypadek dla dysku na kurz wokół GD 362”.
Oryginalne źródło: UCLA News Release
