Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Astronomowie korzystający z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile po raz pierwszy dokładnie zbadali szczątki po śmiertelnym oddziaływaniu umarłej gwiazdy i krążących wokół niej planetoid. To doskonała okazja, aby przyjrzeć się odległej przyszłości Układu Słonecznego.
Zespół pod kierownictwem Christophera Mansera, doktoranta z University of Warwick (Wielka Brytania), wykorzystał dane z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) i innych obserwatoriów do zbadania pozostałości po planetoidzie krążących wokół pozostałego po gwieździe białego karła o nazwie SDSS J1228+1040.
Wykorzystując kilka instrumentów, m.in. Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) oraz X-shooter zainstalowanych na VLT, zespół otrzymał szczegółowe obserwacje promieniowania pochodzącego od białego karła i otaczającej go materii w okresie dwunastu lat między 2003 a 2015 rokiem. W celu uzyskania danych z różnych punktów widzenia niezbędne było wykonanie obserwacji trwających kilka lat.
Przy analizie danych zespół wykorzystał technikę nazywaną tomografią dopplerowską – podobną do badań tomograficznych stosowanych w medycynie – która pozwoliła im na opracowanie szczegółowej mapy obrazującej strukturę świecących pozostałości po „pożywieniu” białego karła J1228+1040.
Podczas gdy masywne gwiazdy (tj. te o masie większej niż dziesięciokrotność masy Słońca) spektakularnie kończą swój żywot w eksplozji supernowej, mniejsze gwiazdy przechodzą przez dużo łagodniejszy proces. Pod koniec życia, po wyczerpaniu zapasów paliwa, gwiazdy podobne do Słońca powiększają swe rozmiary, a następnie uwalniają zewnętrzną powłokę, która odpływa w przestrzeń. Gorące i bardzo gęste jądro obumarłej gwiazdy – biały karzeł – to wszystko, co po niej pozostaje.
Ale czy planety, planetoidy i inne ciała w takim systemie mogą przetrwać tę „próbę ognia”? Co po nich pozostanie? Nowe obserwacje dostarczają odpowiedzi na te pytania.
Rzadko się zdarza, aby białe karły otaczały dyski gazowej materii. Jak dotąd odnotowano zaledwie siedem takich przypadków. Zespół badaczy stwierdził, że w analizowanym przypadku planetoida nadmiernie zbliżyła się do białego karła i została rozerwana przez bardzo silne oddziaływania pływowe. W ten sposób powstał aktualnie obserwowany dysk materii.
Krążący wokół karła dysk materii powstał w podobny sposób co fotogeniczne pierścienie wokół Saturna. Przy czym należy pamiętać, że choć J1228+1040 ma średnicę siedmiokrotnie mniejszą od Saturna, to jego masa jest aż 2500 razy większa. Co więcej, udało się określić, że odległość między białym karłem a jego dyskiem jest na tyle duża, że Saturn wraz ze swoimi pierścieniami zmieściłby się między nimi.
Nowe długofalowe badania z wykorzystaniem VLT pozwoliły naukowcom zaobserwować precesję dysku pod wpływem bardzo silnego pola grawitacyjnego białego karła. Udało się także ustalić, że dysk jest wciąż eliptyczny i nie zdążył jeszcze przyjąć kształtu kołowego.
„Gdy odkryliśmy dysk szczątków wokół białego karła w 2006 roku, nawet nie wyobrażaliśmy sobie, ile szczegółów możemy dostrzec w danych zebranych w okresie 12 lat – warto było czekać,” dodaje Boris Gansicke, współautor badania.
Obiekty takie jak J1228+1040 pozwalają zrozumieć otoczenie gwiazd pod koniec ich życia. Taka wiedza umożliwia z kolei astronomom zrozumienie procesów zachodzących w układach egzoplanetarnych oraz pozwala na przewidzenie losu Układu Słonecznego pod koniec życia Słońca, czyli za za około siedem miliardów lat.
Źródło: ESO