Astrofysikere fra University of Warwick har fastlagt fire hvide dværge omgivet af støv fra knuste planetariske kroppe, som engang bar slående ligheder med jordens sammensætning.
Ved hjælp af Hubble-rumteleskopet til den største undersøgelse til dato for den kemiske sammensætning af atmosfærerne i hvide dværgstjerner fandt forskerne, at de hyppigst forekommende elementer i støvet omkring disse fire hvide dværge var ilt, magnesium, jern og silicium - fire elementer, der udgør cirka 93 procent af Jorden.
Billedkredit: © Mark A. Garlick / University of Warwick.
Imidlertid var en endnu mere markant observation, at dette materiale også indeholdt en ekstremt lav andel kulstof, der matchede meget tæt jordens og de andre klippeplaneter, der kredsede tættest på vores egen sol.
Dette er første gang, at sådanne lave andele kulstof er målt i atmosfærerne af hvide dværgstjerner, der er forurenet med snavs. Ikke alene er dette klare bevis for, at disse stjerner engang havde mindst en stenet exoplanet, som de nu har ødelagt, observationer skal også præcisere den sidste fase af disse verdens død.
Atmosfæren i en hvid dværg består af brint og / eller helium, så alle tunge elementer, der kommer ind i deres atmosfære, trækkes nedad til deres kerne og ud af syne inden for et par dage af dværgens høje tyngdekraft. I betragtning af dette skal astronomerne bogstaveligt talt overvåge den sidste fase af disse verdens død, når materialet regner ned på stjernerne med en hastighed på op til 1 million kg hvert sekund.
Ikke kun er dette klare bevis for, at disse stjerner engang havde klippede eksoplanetære kroppe, som nu er blevet ødelagt, observationer af en bestemt hvid dværg, PG0843 + 516, kan også fortælle historien om ødelæggelsen af disse verdener.
Denne stjerne skiller sig ud fra resten på grund af den relative overflod af elementerne jern, nikkel og svovl i støvet, der findes i dens atmosfære.
Jern og nikkel findes i kernerne på jordiske planeter, da de synker ned til midten på grund af tyngdekraften under planetdannelse, og det samme gør svovl takket være dets kemiske affinitet til jern.
Derfor mener forskere, at de observerer White Dwarf PG0843 + 516 i selve handlingen med at opslukke materiale fra kernen i en stenet planet, der var stor nok til at gennemgå differentiering, svarende til processen, der adskilte kernen og mantelen på jorden.
Undersøgelsen med titlen ”Den kemiske mangfoldighed af exo-terrestrisk planetarisk affald omkring hvide dværge” af BT Gänsicke, D. Koester, J. Farihi, J. Girven, SGParsons og E. Breedt accepteres til offentliggørelse i de månedlige meddelelser om Royal Astronomical Society.
Professor Boris Gänsicke fra Institut for Fysik ved University of Warwick, der ledede undersøgelsen, sagde, at den destruktive proces, der forårsagede skiverne af støv omkring disse fjerne hvide dverge, sandsynligvis en dag vil spille ud i vores eget solsystem.
Billedkredit: © Mark A. Garlick / University of Warwick.
”Det, vi ser i dag i disse hvide dværge flere hundrede lysår væk, kunne godt være et øjebliksbillede af Jordens meget fjerne fremtid.
”Når stjerner som vores sol når slutningen af deres liv, udvides de til at blive røde giganter, når det nukleare brændstof i deres kerner er udtømt.
”Når dette sker i vores eget solsystem, milliarder af år fra nu, vil solen indhylle de indre planeter Mercury og Venus.
”Det er uklart, om Jorden også vil blive opslukket af solen i sin røde kæmpefase - men selv hvis den overlever, vil dens overflade blive stegt.
”Under omdannelsen af Solen til en hvid dværg mister den en stor mængde masse, og alle planeter vil bevæge sig længere ud.
”Dette kan destabilisere banerne og føre til kollisioner mellem planetariske kroppe, som det skete i de ustabile tidlige dage af vores solsystem. Dette kan endda ødelægge hele jordiske planeter og danne store mængder asteroider, hvoraf nogle vil have kemiske sammensætninger, der ligner dem i planetarisk kerne.
”I vores solsystem vil Jupiter overleve den sene udvikling af Solen ubeskadiget og sprede asteroider, nye eller gamle, mod den hvide dværg.
”Det er helt muligt, at vi i PG0843 + 516 ser forekomsten af sådanne fragmenter fremstillet af kernematerialet i det, der engang var en landlig exoplanet.”
University of Warwick ledede team undersøgte mere end 80 hvide dverge inden for et par hundrede lysår ved hjælp af den kosmiske oprindelsesspektrograf om bord på Hubble-rumteleskopet.
Genudgivet med tilladelse fra University of Warwick.