Yeni çalışmada bulunan galaksimizdeki en eski gezegensel enkaz

Warwick Üniversitesi liderliğindeki gökbilimciler, galaksimizdeki yörüngedeki gezegenlerden enkaz biriktiren en eski yıldızı belirlediler ve bu onu Samanyolu’nda keşfedilen en eski kayalık ve buzlu gezegen sistemlerinden biri haline getirdi.

Bulguları bugün (5 Kasım) dergide yayınlandı. Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri ve Dünya’dan 90 ışıkyılı uzaklıkta bulunan soluk bir beyaz cücenin ve yörüngesindeki gezegen sisteminin kalıntılarının 10 milyar yıldan daha yaşlı olduğu sonucuna varıyoruz.

Güneşimiz de dahil olmak üzere çoğu yıldızın kaderi beyaz cüce olmaktır. Beyaz cüce, tüm yakıtını yakan ve dış katmanlarını döken ve şimdi küçülme ve soğuma sürecinden geçen bir yıldızdır. Bu süreç sırasında, yörüngedeki tüm gezegenler bozulacak ve bazı durumlarda enkazları beyaz cücenin yüzeyinde toplanmaya bırakılarak yok edilecektir.

Bu çalışma için, Warwick Üniversitesi liderliğindeki gökbilimciler ekibi, Avrupa Uzay Ajansı’nın uzay gözlemevi GAIA tarafından tespit edilen iki olağandışı beyaz cüceyi modelledi. Her iki yıldız da gezegensel enkazlarla kirlenmiş, bunlardan birinin alışılmadık derecede mavi olduğu, diğerinin ise yerel galaktik mahallede bugüne kadar bulunan en soluk ve en kırmızı olduğu tespit edildi – ekip her ikisini de daha fazla analize tabi tuttu.

Gökbilimciler, GAIA’dan, Karanlık Enerji Araştırması’ndan ve Avrupa Güney Gözlemevi’ndeki X-Shooter cihazından gelen spektroskopik ve fotometrik verileri kullanarak, ne kadar süredir soğuduğunu bulmak için “kırmızı” yıldız WDJ2147-4035’in yaklaşık 10,7 milyar olduğunu buldular. 10,2 milyar yılı beyaz cüce olarak soğumaya harcanan yaşında.

Spektroskopi, yıldızdan gelen ışığın farklı dalga boylarında analiz edilmesini içerir; bu, yıldızın atmosferindeki elementlerin ne zaman farklı renklerde ışığı emdiğini tespit edebilir ve bunların hangi elementler olduğunu ve ne kadar mevcut olduğunu belirlemeye yardımcı olur. Ekip, WDJ2147-4035’ten gelen spektrumu analiz ederek, sodyum, lityum, potasyum metallerinin varlığını ve geçici olarak tespit edilen karbonun yıldız üzerinde biriktiğini keşfetti; bu, onu şimdiye kadar keşfedilen en eski metal kirli beyaz cüce yapıyor.

İkinci “mavi” yıldız WDJ1922+0233, WDJ2147-4035’ten yalnızca biraz daha gençtir ve Dünya’nın kıtasal kabuğuna benzer bir bileşime sahip gezegensel döküntülerle kirlenmiştir. Bilim ekibi, soğuk yüzey sıcaklığına rağmen WDJ1922+0233’ün mavi renginin, olağandışı karışık helyum-hidrojen atmosferinden kaynaklandığı sonucuna vardı.

Kırmızı yıldız WDJ2147-4035’in aksi halde neredeyse saf helyumlu ve yüksek yerçekimli atmosferinde bulunan enkaz, yıldızın beyaz cüceye evriminden kurtulan eski bir gezegen sistemine aittir ve gökbilimcilerin bunun en eski yıldız olduğu sonucuna varmalarına yol açmıştır. Samanyolu’nda keşfedilen bir beyaz cücenin etrafındaki gezegen sistemi.

Baş yazar Abbigail Elms, Ph.D. Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü’ndeki bir öğrenci, “Bu metalle kirlenmiş yıldızlar, Dünya’nın benzersiz olmadığını, Dünya’ya benzer gezegen gövdelerine sahip başka gezegen sistemleri olduğunu gösteriyor. Tüm yıldızların %97’si beyaz olacak. cüceler ve evrende o kadar yaygınlar ki, özellikle bu son derece havalı olanları anlamak çok önemlidir.Galaksimizdeki en eski yıldızlardan oluşan soğuk beyaz cüceler, en eski yıldızların etrafındaki gezegen sistemlerinin oluşumu ve evrimi hakkında bilgi sağlar Samanyolu’nda.”

“Samanyolu’nda bir zamanlar Dünya benzeri gezegenler tarafından kirletilmiş en eski yıldız kalıntılarını buluyoruz. Bunun 10 milyar yıl ölçeğinde gerçekleştiğini ve bu gezegenlerin Dünya oluşmadan çok önce öldüğünü düşünmek şaşırtıcı. “

Gökbilimciler ayrıca, bu metallerin yıldızın çekirdeğine ne kadar hızlı battığını belirlemek için yıldızın tayfını kullanabilirler, bu da onların zamanda geriye bakmalarına ve bu metallerin her birinin orijinal gezegen gövdesinde ne kadar bol olduğunu belirlemelerine olanak tanır. Bu bollukları kendi güneş sistemimizde bulunan astronomik cisimler ve gezegen malzemeleriyle karşılaştırarak, yıldız ölmeden ve beyaz cüce olmadan önce bu gezegenlerin nasıl olacağını tahmin edebiliriz – ancak WDJ2147-4035 durumunda, bu kanıtlanmıştır. zorlayıcı.

Abbigail şöyle açıklıyor: “Kızıl yıldız WDJ2147-4035, biriken gezegensel enkaz çok lityum ve potasyum açısından zengin olduğundan ve kendi güneş sistemimizde bilinen hiçbir şeye benzemediğinden bir sır. onu kirleten metaller, yaşlılığı ve manyetik olması onu son derece nadir kılıyor.”

Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Profesör Pier-Emmanuel Tremblay, “Bu eski yıldızlar 10 milyar yıldan daha uzun bir süre önce oluştuğunda, metaller evrimleşmiş yıldızlarda oluştuğundan ve evren şimdi olduğundan daha az metal bakımından zengindi. devasa yıldız patlamaları. Gözlenen iki beyaz cüce, güneş sisteminin oluştuğu koşullardan farklı olan, metal açısından fakir ve gaz açısından zengin bir ortamda gezegen oluşumuna yönelik heyecan verici bir pencere sağlıyor.”