Pressmeddelande

En zombiestjärnas lysande halo

VLT kartlägger resterna av en vit dvärgs måltid

11 november 2015

Kvarlevorna efter en asteroids dödlig dust med en stjärnrest har studerats i detalj för första gången av ett internationellt team av astronomer som använt Very Large Telescope vid ESO:s Paranalobservatorium i Chile. Detta ger oss en skymt av solsystemets avlägsna framtid.

Ett forskarlag som leds av Cristopher Manser, doktorand i astronomi vid Warwicks universitet i Storbritannien, har teamet använt data från ESO:s Very Large Telescope (VLT) och andra observatorier för att studera de splittrade resterna från en asteroid runt en stjärnrest – en vit dvärg med beteckningen SDSS J1228+1040 [1].

Med hjälp av flera instrument, inklusive Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) och X-shooter, som båda sitter på VLT, observerade teamet ljuset från den vita dvärgen och dess omgivande material under en period av tolv år mellan 2003 och 2015. Man behövde observationer som sträckte sig över flera år för att undersöka systemet från flera synvinklar [2].

Christopher Manser är också förstaförfattare till artikeln som presenterar resultaten.

– Bilden som vi får fram genom att behandla våra mätningar visar oss att dessa system verkligen liknar skivor. Den avslöjar många strukturer som inte framträder tydligt i en enskild ögonblicksbild, förklarar han.

Teamet använde en metod som kallas dopplertomografi – principen är densamma som skiktröntgen av kroppen inom medicin. Med hjälp av den kunde de för första gången göra en detaljerad kartläggning av de glödande gasresterna runt J1228+1040 som utgör den döda stjärnans måltid.

Stora stjärnor – med massor på mer än tio gånger solens – möter spektakulärt våldsamma slut som supernovaexplosioner vid livets slut. Mindre stjärnor slipper däremot sådana dramatiska öden. När stjärnor som liknar solen når slutet av sina liv tömmer de sitt bränsle, expanderar som röda jättar och så småningom kastar ut sina yttre lager i rymden. Den tidigare stjärnans nu heta, tätpackade kärna – en vit dvärg – är det enda som är kvar.

Men kan planeter, asteroider och andra kroppar i ett sådant system överleva ett sådant öde? Vad skulle vara kvar? De nya observationerna pekar mot svar på dessa frågor.

Det är ovanligt att vita dvärgar upptäcks med skivor av gas som kretsar runt dem: det aktuella fallet är ett av bara sju kända exemplar. Här, tror forskarna, måste en asteroid ha slitits sönder av oerhörda tidvattenkrafter när den kom farligt nära den döda stjärnan, och händelsen formade skivan som teamet nu avslöjat.

Skivan bildades på ett liknande sett som de fotogeniska ringarna som vi finner runt planeter närmare oss, som till exempel Saturnus. Fastän J1228+1040 är mer än sju gånger mindre i diameter än den välkända ringplaneten, så är den mer än 2500 gånger mer massiv. Teamet insåg också att avståndet mellan den vita dvärgen och dess skiva är annorlunda – Saturnus och dess ringar passar lätt in mellan hålrummet mellan de två [3].

Tack vare den nya långvariga studien med VLT har forskarna dessutom kunnat se hur skivan precesserar under inflytandet av de starka gravitationskrafterna från den vita dvärgen. De fann också att skivan är något skev och har ännu inte blivit cirkulär.

Boris Gänsicke är medförfattare till studien.

– När vi så långt tillbaka som 2006 upptäckte den här debrisskivan som kretsar kring den vita dvärgen kunde vi inte ana vilka fantastiska detaljer som nu är synliga i denna bild, som nu byggts upp från tolv år av data. Det var definitivt värt väntan, tillägger han.

Stjärnrester som J1228+1040 kan ge oss viktiga ledtrådar för att förstå omgivningarna hos stjärnor börjar nå livets slut. Detta kan i sin tur hjälpa astronomer, både med att förstå processerna som pågår i exoplanetsystem och med att förutspå vårt eget solsystems öde när solens liv går mot sitt slut om cirka sju miljarder år.

Noter

[1] Den vita dvärgens fullständiga beteckning är SDSS J122859.93+104032.9

[2] I den vita dvärgens spektrum identifierade forskarna de tre topparna som tillsammans bildar den omisskännliga “kalciumtripletten”, ett kännetecken för joniserat kalcium (Ca II). Från skillnaderna mellan de observerade och kända våglängderna hos dessa spektrallinjer kan man bestämma gasens hastighet med mycket god noggrannhet.

[3] Fastän skivan omkring den vita dvärgen är mycket större än Saturnus ringsystem i vårt solsystem, så är den liten jämfört med de så kallade debrisskivorna av stoft, damm och småstenar som kretsar kring unga stjärnor och ur vilka nya planeter bildas.

Mer information

Dessa resultat presenteras i en artikel med titeln “Doppler-imaging of the planetary debris disc at the white dwarf SDSS J122859.93+104032.9”, av C. Manser m. fl., i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Teamet består av Christopher Manser (University of Warwick, Storbritannien), Boris Gaensicke (University of Warwick), Tom Marsh (University of Warwick), Dimitri Veras (University of Warwick, Storbritannien), Detlev Koester (University of Kiel, Tyskland), Elmé Breedt (University of Warwick), Anna Pala (University of Warwick), Steven Parsons (Universidad de Valparaiso, Chile) och John Southworth (Keele University).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Länk till forskningsartikeln

• Bilder på Very Large Telescope

Kontakter

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

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

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

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

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1544 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.