Det var blevet teoretiseret, at nogle unge stjerner kunne fortære deres planeter. Nu har astronomer det første solide bevis - fra Chandra røntgenobservatorium - for netop sådan en begivenhed fanget i handlingen.
Stjerner føder planeter. Det er en del af den naturlige orden af ting i vores univers. Men vidste du, at stjerner også nogle gange kan spise deres planeter? Normalt forsvinder planeter, når deres værtsstjerne til sidst dør og udvides; sådan er skæbnen, der venter vores egen jord og nogle af de andre planeter i vores solsystem. Men den 18. juli 2018 annoncerede astronomer ved MIT det første bevis for, at en planet blev fortæret af sin stjerne, mens systemet stadig er ret ung. Astronomernes fund blev offentliggjort i peer-reviewAstronomisk tidsskrift.
Den pågældende stjerne, RW Aur A, er en del af en gruppe unge stjerner - 450 lysår fra Jorden - i retning af stjernebillederne Tyren og Auriga. Det er også en del af et binært system, hvor det kredser om en anden ung stjerne, RW Aur B.
Andre unge stjerner i nærheden i denne samme stjernegruppe havde udvist usædvanlig variation i det nærmeste århundrede, som astronomer har observeret dem. Især RW Aur A stod ud som underlig med sin lys dæmpning og lyser derefter igen med nogle få årtier. Hver dæmpningsperiode af stjernen ville vare cirka en måned. Senest har stjernen dæmpet oftere, i længere perioder - i 2011 dæmpede den i et halvt år, før den igen falmede i midten af 2014 og derefter vendte tilbage til fuld lysstyrke i 2016. Hvorfor?
Astronomer tror nu, de har et svar på dette forbløffende mysterium. Baseret på observationer, der bruger NASAs Chandra X-Ray Observatory, er det nu tænkt, at en kollision mellem to babyplaneterlegemer skabte en enorm sky af støv og gas, som derefter faldt ned i selve stjernen. Ifølge Guenther:
Computersimuleringer har længe forudsagt, at planeter kan falde i en ung stjerne, men vi har aldrig før set det. Hvis vores fortolkning af dataene er korrekte, ville det være første gang, at vi direkte ser en ung stjerne, der fortærer en planet eller planeter.
Chandra-spektre fra observationer i 2013 og 2017. Den skarpe top på højre side af 2017-spektret er en underskrift af en stor mængde jern. Billede via NASA / CXC / MIT / H.M. Guenther.
RW Aur A og B set af Canada-France-Hawaii Telescope. Billede via C. Dougados / S. Cabrit / C. LaValley / F. Ménard.
Teorier til at forklare observationer af RW Aur A har spændt fra en passerende strøm af gas i den ydre kant af stjernens affaldsskive til processer, der forekommer tættere på stjernens centrum. Ifølge Hans Moritz Guenther, en forsker i MITs Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, der ledede undersøgelsen:
Vi ønskede at studere det materiale, der dækker stjernen op, som antagelig er relateret til disken på en eller anden måde. Det er en sjælden mulighed.
Han sagde, at en planet-fortærende stjerne ville forklare den seneste dæmpning samt redegøre for tidligere intermitterende dæmpning af stjernen. Disse tidligere dæmpninger kunne være resultatet af lignende kollisioner, eller de resterende stykker af endnu tidligere kollisioner, der kolliderede igen. Som Guenther bemærkede:
Det er spekulation, men hvis du har en kollision på to stykker, er det sandsynligt, at de bagefter kan være på nogle uønskede baner, hvilket øger sandsynligheden for, at de rammer noget andet igen.
Chandra X-Ray Observatory blev brugt til at observere stjernen, da den dæmpede igen i januar 2017. Astronomerne registrerede 50 kilosekunder, eller næsten 14 timers røntgenoplysninger. Som Guenther bemærkede:
Røntgenstrålene kommer fra stjernen, og røntgenstrålens spektrum ændres, når strålene bevæger sig gennem gassen på disken. Vi leder efter visse signaturer i røntgenstrålene, som gassen efterlader i røntgenspektret.
Forskerteamet fandt nogle overraskelser - affaldsdisken indeholder en stor mængde materiale, stjernen er meget varmere end forventet, og affaldsskiven indeholder meget mere jern end tidligere antaget. Som Guenther forklarede:
Her ser vi meget mere jern, mindst en faktor 10 gange mere end før, hvilket er meget usædvanligt, fordi typisk stjerner, der er aktive og varme, har mindre jern end andre, mens denne har mere. Hvor kommer alt dette jern fra?
Kunstnerens koncept om den unge stjerne RW Aur En fortærer en planet. Billede via NASA / CXC / M. Weiss.
Det vides endnu ikke, hvor det ekstra jern kommer fra, men teorierne inkluderer en "støvtrykfælde", hvor små korn eller partikler som jern kan blive fanget i "døde zoner" på en affaldsskive, eller at der dannes overskydende jern, når to planetesimaler eller spædbørns planetariske kroppe kolliderer og frigiver en tyk sky af partikler.
De nye resultater skulle hjælpe astronomer med bedre at forstå dannelsen af unge stjerner og deres solsystemer. Meget unge stjerner har stadig affaldsskiver, der omgiver dem, sammensat af støv, gas og andre klumper af materiale, hvorfra planeter kan dannes. Vores eget solsystem startede på den måde. Som Guenther forklarede:
Hvis du ser på vores solsystem, har vi planeter og ikke en massiv disk omkring solen. Disse diske varer måske 5 millioner til 10 millioner år, og i Tyren er der mange stjerner, der allerede har mistet disken, men nogle få har dem stadig. Hvis du vil vide, hvad der sker i slutfasen af denne diskspredning, er Tyren et af de steder, man skal kigge efter.
Han tilføjede:
Der arbejdes i øjeblikket på at lære om eksoplaneter og hvordan de dannes, så det er åbenlyst meget vigtigt at se, hvordan unge planeter kunne ødelægges i samspil med deres værtsstjerner og andre unge planeter, og hvilke faktorer der afgør, om de overlever.
Sammen med Guenther inkluderer forskerteamet David Huenemoerder og David Principe, begge af MIT, samt forskere fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og andre samarbejdspartnere i Tyskland og Belgien.
Illustration af Chandra røntgenobservatorium. Billede via NASA / CXC / NGST.
Nederste linje: Det er længe blevet teoretiseret, at stjerner undertiden kan fortære deres egne planeter, og nu tror astronomer, at de har opdaget det første bevis på, at det sker, takket være røntgenobservationer fra NASAs Chandra X-Ray-observatorium. De nye data giver ledetråde til, hvordan unge stjerner og deres planeter danner og udvikler sig.
Kilde: Optisk dæmpning af RW Aur forbundet med en jernrig korona og usædvanligt høj absorberende søjletæthed
Via MIT News og Chandra X-ray Observatory
Kan du nyde EarthSky indtil videre? Tilmeld dig vores gratis daglige nyhedsbrev i dag!