Komunikat prasowy

Świecące halo gwiazdy zombie

VLT wykonał mapę resztek po posiłku białego karła

11 listopada 2015

Pozostałości po śmiertelnej interakcji pomiędzy umarłą gwiazdą, a jej kolacją w postaci planetoidy zostały po raz pierwszy szczegółowo zbadane przez międzynarodowy zespół astronomów korzystający z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile, które należy do ESO. Daje to wgląd w daleką przyszłość Układu Słonecznego.

Zespół, którym kierował Christopher Manser, doktorant na University of Warwick w Wielkiej Brytanii, użył danych z należącego do ESO teleskopu VLT i z innych obserwacji, aby zbadać rozproszone resztki planetoidy wokół gwiezdnej pozostałości – białego karła zwanego SDSS J1228+1040 [1].

Korzystając z kilku instrumentów, w tym ze spektrografów Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) oraz X-shooter, działających na VLT, badacze uzyskali szczegółowe obserwacje światła pochodzącego od białego karła i otaczającej go materii, osiągając dane pokrywające niespotykany okres dwunastu lat, od 2003 do 2015 roku. Obserwacje w ciągu wielu lat były potrzebne, aby spojrzeć na system z różnych punktów widzenia [2].

„Obraz, który otrzymujemy z przeprocesowanych danych pokazuje nam, że tego typu systemy są naprawdę podobne do dysków. Widzimy wiele struktur, których nie da się wykryć za pomocą jednorazowych obserwacji” wyjaśnia Christopher Manser.

Zespół wykorzystał technikę zwaną tomografią dopplerowską – podobną co do zasady do tomograficznych skanów ludzkiego ciała w medycynie – która pozwoliła na wykonanie po raz pierwszy mapy szczegółowej struktury świecących gazowych szczątków posiłku białego karła J1228+1040, krążących wokół niego

O ile duże gwiazdy – te bardziej masywne niż dziesięć mas Słońca – czeka gwałtowny punkt kulminacyjny w postaci wybuchu supernowej, to gwiazdy mniejsze unikają takiego losu. Gdy gwiazdy takie jak Słońce kończą swoje życie, wyczerpują swoje paliwo, puchną jako czerwone olbrzymy, a następnie odrzucają swoje zewnętrzne warstwy w przestrzeń kosmiczną. Gorące i bardzo gęste jądro byłej gwiazdy – biały karzeł – jest wszystkim co po niej pozostaje.

Ale czy planety, planetoidy i inne ciała w takich systemie mogą przetrwać tę próbę ognia? Co pozostanie? Nowe obserwacje pomagają odpowiedzieć na te pytania.

Białe karły rzadko są otoczone dyskami materii gazowej- znanych jest jedynie siedem takich przypadków. Zespół wysnuł wniosek, że planetoida zabłądziła niebezpiecznie blisko umarłej gwiazdy i została rozerwana przez olbrzymie siły pływowe, których doświadczyła. To spowodowało uformowanie dysku materii, który teraz widzimy.

Dysk powstał w podobny sposób, jak fotogeniczne pierścienie wokół planet znacznie nam bliższych, takich jak Saturn. Jednak, o ile J1228+1040 ma siedem razy mniejszą średnicę niż Saturn, to jego masa jest 2500 razy większa. Naukowcy ustalili, że odległość pomiędzy białym karłem, a jego dyskiem również się różni – Saturn i jego pierścienie mogłyby spokojnie zmieścić się w przerwie pomiędzy białym karłem, a jego dyskiem [3].

Nowe długoterminowe badania za pomocą VLT pozwoliły naukowcom na zbadanie w jaki sposób dysk precesuje pod wpływem bardzo silnego pola grawitacyjnego białego karła. Ustalili także, że dysk jest nieco przechylony i nie stał się jeszcze okrągły.

„Gdy w 2006 roku odkryliśmy dysk wokół białego karła, nie mogliśmy uzyskać szczegółowych obrazów, które widzimy na najnowszym zdjęciu powstałym na podstawie dwunastoletnich obserwacji – zdecydowanie warto było poświęcić tyle czasu” dodał Boris Gänsicke, współautor badań.

Pozostałości takie jak J1228+1040 mogą dostarczyć kluczowych wskazówek do zrozumienia otoczenia, które występuje gdy gwiazda osiąga koniec swojego życia. Pomoże to też astronomom w poznaniu procesów, które zachodzą w systemach egzoplanetarnych, a nawet w przewidzeniu losów Układu Słonecznego, gdy Słońce dobiegnie swojego kresu za około siedem miliardów lat.

Uwagi

[1] Pełne oznaczenie białego karła to SDSS J122859.93+104032.9.

[2] Zespół zidentyfikował niekwestionowaną strukturę widmową podobną do trójzębu i pochodzącą od zjonizowanego wapnia, zwaną trypletem Ca II. Różnica pomiędzy obserwowanymi, a znanymi długościami fali tych trzech linii pozwala ustalić prędkość gazu z dość dobrą precyzją.

[3] Mimo że dysk wokół białego karła jest znacznie większy niż system pierścieni Saturna w Układzie Słonecznym, to jest niewielki w porównaniu do dysków, z których formują się planety wokół młodych gwiazd.

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w artykule pt. “Doppler-imaging of the planetary debris disc at the white dwarf SDSS J122859.93+104032.9”, C. Manser et al., który ukaże się w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Skład zespołu badawczego: Christopher Manser (University of Warwick, Wielka Brytania), Boris Gaensicke (University of Warwick), Tom Marsh (University of Warwick), Dimitri Veras (University of Warwick), Detlev Koester (University of Kiel, Niemcy), Elmé Breedt (University of Warwick), Anna Pala (University of Warwick), Steven Parsons (Universidad de Valparaiso, Chile) oraz John Southworth (Keele University, Wielka Brytania).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Artykuł naukowy
• Zdjęcia teleskopu VLT

Kontakt

Christopher Manser
University of Warwick
United Kingdom
E-mail: C.Manser@warwick.ac.uk

Boris Gänsicke
University of Warwick
United Kingdom
Tel.: +44 (0)2476574741
E-mail: Boris.Gaensicke@warwick.ac.uk

Tom Frew
International Press Officer, University of Warwick
United Kingdom
Tel.: +44 (0)24 7657 5910
Tel. kom.: +44 (0)7785 433 155
E-mail: a.t.frew@warwick.ac.uk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych