Sanatçının, çevresel bir enkaz diskinden gezegensel malzeme toplayan beyaz cüce G29-38 izlenimi. Gezegenimsi malzeme beyaz cüce yüzeyine çarptığında, bir plazma oluşur ve tespit edilebilir X-ışını emisyonu yoluyla soğur. Kredi: Warwick Üniversitesi/Mark Garlick
İlk Kez Görülen Gezegen Kalıntılarının Son Anları
- Yeni çalışma, parçalanan gezegenlerden gelen enkazın galaksideki beyaz cücelere dönüştüğüne dair onlarca yıllık dolaylı kanıtı doğruluyor.
- Warwick Üniversitesi ev sahibi yıldızının ölü çekirdeğine düşerken bir milyon dereceye kadar ısıtılan gezegensel enkazdan gelen X-ışınlarını görür
Yok edilen gezegenlerden gelen enkazın bir gezegenin yüzeyini etkilediği an Beyaz cüce yıldızı ilk kez Warwick Üniversitesi’ndeki gökbilimciler tarafından gözlemlendi.
Ev sahibi yıldız çarpıştığında ve yıldızın yüzeyinde tüketildikten sonra bir gezegen sisteminin geride bıraktığı kayalık ve gazlı malzemeyi tespit etmek için X-ışınlarını kullandılar.
9 Şubat 2022 tarihinde dergide yayınlandı. Doğa, sonuçlar kayalık malzemenin beyaz bir cüce üzerine birikmesinin ilk doğrudan ölçümüdür ve şimdiye kadar binden fazla yıldızda onlarca yıllık dolaylı birikim kanıtını doğrulamaktadır. Gözlenen olay, gezegen sisteminin oluşumundan milyarlarca yıl sonra meydana geldi.
Güneşimiz de dahil olmak üzere çoğu yıldızın kaderi beyaz cüce olmaktır. Galaksimizde 300.000’den fazla beyaz cüce yıldız keşfedildi ve birçoğunun, bir zamanlar yörüngelerinde dönen gezegenlerden ve diğer nesnelerden gelen enkazları biriktirdiğine inanılıyor.
Birkaç on yıl boyunca, gökbilimciler, yıldızın yüzeyindeki elementlerin bolluğunu ölçmek ve geldiği nesnenin bileşiminden yola çıkarak optik ve ultraviyole dalga boylarında spektroskopi kullandılar. Gökbilimciler, beyaz cücelerin %25-50’sinin demir, kalsiyum, magnezyum gibi ağır elementlerle atmosferlerini kirlettiğini gösteren spektroskopik gözlemlerden bu nesnelerin aktif olarak biriktiğine dair dolaylı kanıtlara sahipler.
Şimdiye kadar, gökbilimciler malzemeyi yıldızın içine çekilirken görmemişlerdi.
Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Dr. Tim Cunningham şunları söyledi: “Nihayet maddenin gerçekten yıldızın atmosferine girdiğini gördük. Beyaz cüce atmosferinin ayrıntılı modellerine bağlı olmayan bir yığılma oranını ilk kez elde edebildik. Oldukça dikkat çekici olan şey, daha önce yapılanlarla son derece uyumlu olmasıdır.
“Önceden, yığılma oranlarının ölçümleri spektroskopiyi kullanıyordu ve beyaz cüce modellerine bağlıydı. Bunlar, bir elementin atmosferden yıldıza ne kadar hızlı battığını hesaplayan ve size bir yığılma hızı olarak atmosfere ne kadar düştüğünü söyleyen sayısal modellerdir. Daha sonra geriye doğru çalışabilir ve bir gezegen, ay veya asteroit olsun, ana vücutta bir elementin ne kadar olduğunu hesaplayabilirsiniz.”
Beyaz cüce, tüm yakıtını yakan ve dış katmanlarını döken, bu süreçte potansiyel olarak herhangi bir yörünge gövdesini yok eden veya rahatsız eden bir yıldızdır. Bu cisimlerden gelen malzeme yıldızın içine yeterince yüksek bir oranda çekilirken, yıldızın yüzeyine çarparak şokla ısıtılmış bir yıldız oluşturur. plazma. 100.000 ila bir milyon derece kelvin arasında bir sıcaklığa sahip olan bu plazma daha sonra yüzeye yerleşir ve soğudukça tespit edilebilen X-ışınları yayar.
X ışınları, gözümüzün görebildiği ışığa benzer, ancak çok daha fazla enerjiye sahiptir. Çok hızlı hareket eden elektronlar tarafından oluşturulurlar (etrafımızdaki tüm maddeyi oluşturan atomların dış kabukları). Genellikle tıpta kullanımlarıyla bilinen astronomide X-ışınları, kara delikler ve nötron yıldızları gibi egzotik nesneler üzerine yağan materyalin temel parmak izidir.
Bu X-ışınlarını tespit etmek çok zordur, çünkü Dünya’ya ulaşan küçük miktar, gökyüzündeki diğer parlak X-ışını kaynakları arasında kaybolabilir. Böylece gökbilimciler, yakındaki beyaz cüce G29-38’i analiz etmek için normalde kara deliklerden ve biriken nötron yıldızlarından gelen X-ışınlarını tespit etmek için kullanılan Chandra X-ışını Gözlemevi’nden yararlandı.
Chandra’nın diğer teleskoplara göre geliştirilmiş açısal çözünürlüğü ile, hedef yıldızı diğer X-ışını kaynaklarından izole edebildiler ve ilk kez izole edilmiş bir beyaz cüceden gelen X-ışınlarını görüntüleyebildiler. Spektroskopiden elde edilen kanıtlara dayanan, beyaz cücelere yığılan onlarca yıllık gözlemleri doğrular.
Dr. Cunningham şunları ekliyor: “Bu sonuçla ilgili gerçekten heyecan verici olan şey, farklı bir dalga boyunda, X-ışınlarında çalışıyor olmamız ve bu, tamamen farklı bir fizik türünü araştırmamıza izin veriyor.
“Bu tespit, beyaz cücelerin şu anda eski gezegen sistemlerinin kalıntılarını topladığına dair ilk doğrudan kanıtı sağlıyor. Toplanmayı bu şekilde araştırmak, kendi Güneş sistemimiz de dahil olmak üzere bilinen binlerce ötegezegen sisteminin olası kaderine bir bakış sunarak, bu sistemleri inceleyebileceğimiz yeni bir teknik sağlıyor.”
Referans: Tim Cunningham, Peter J. Wheatley, Pier-Emmanuel Tremblay, Boris T. Gänsicke, George W. King, Odette Toloza ve Dimitri Veras tarafından “X-ışını gözlemlerinden belirlenen beyaz cüce birikme gezegen malzemesi”, 9 Şubat 2022, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-021-04300-w
Bu araştırma Leverhulme Trust’tan fon aldı; Birleşik Krallık Araştırma ve İnovasyon’un bir parçası olan Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC); ve Avrupa Araştırma Konseyi