Gökbilimciler Gökadamızdaki En Eski Gezegen Kalıntılarını Keşfediyor – Tahrip Edilmiş Güneş Sisteminin Kalıntıları

• Yeni bir çalışma, bir baygınlık yaşını ortaya koyuyor Beyaz cüce on milyar yıldan fazla yıldız
• Yakın zamanda yörüngede dönen gezegenlerin yutulmuş kalıntıları, bunu evrimleşmiş bir gezegen sistemine sahip en eski ölü yıldız yapıyor
• Evrenin erken tarihindeki asteroitler, buzlu aylar ve Dünya benzeri kayalık gezegenlerin oluşumu ve evrimi hakkında fikir verir.

Gökbilimciler, galaksimizdeki, yörüngedeki gezegenlerden enkaz biriktiren en eski yıldızı belirlediler ve bu, onu Dünya’da şimdiye kadar keşfedilen en eski kayalık ve buzlu gezegen sistemlerinden biri haline getirdi. Samanyolu.

Bulguları, Dünya’dan sadece 90 ışıkyılı uzaklıkta bulunan soluk bir beyaz cücenin yanı sıra yörüngesindeki gezegen sisteminin kalıntılarının on milyar yıldan daha eski olduğu sonucuna varıyor. Warwick Üniversitesi tarafından yürütülen çalışma, 5 Kasım’da ABD’de yayınlandı. Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.

Güneşimiz de dahil olmak üzere çoğu yıldız sonunda beyaz cücelere dönüşecek. Beyaz cüce, tüm yakıtını tüketmiş, dış katmanlarını kaybetmiş ve şimdi büzülme ve soğuma sürecinden geçen bir yıldızdır. Yörüngedeki herhangi bir gezegen bu süreçte bozulacak ve bazı durumlarda yok edilecek ve kalıntıları beyaz cücenin yüzeyine yığılmak üzere geride bırakılacaktır.

Bu çalışma için, gökbilimcilerden oluşan ekip, Avrupa Uzay Ajansı’nın GAIA uzay gözlemevi tarafından tespit edilen iki sıra dışı beyaz cüceyi modelledi. Her iki yıldız da gezegensel kalıntılarla kirlenmiştir. Bunlardan birinin alışılmadık şekilde mavi olduğu, diğeri ise yerel galaktik mahallede bugüne kadar bulunan en soluk ve en kırmızı olduğu tespit edildi. Her ikisi de bilim adamları ekibi tarafından daha fazla analize tabi tutuldu.

Gökbilimciler, yıldızların ne kadar süredir soğuduğunu hesaplamak için GAIA, Karanlık Enerji Araştırması ve Avrupa Güney Gözlemevi’ndeki X-Shooter cihazından alınan spektroskopik ve fotometrik verileri kullandılar. ‘Kızıl’ yıldız WDJ2147-4035’in yaklaşık 10,7 milyar yaşında olduğunu ve bunun 10.2 milyar yılını beyaz cüce olarak soğumaya harcadığını buldular.

Spektroskopi, yıldızdan gelen ışığın farklı dalga boylarında analiz edilmesini içerir. Bu, yıldızın atmosferindeki elementlerin ne zaman farklı renklerde ışığı emdiğini algılayabilir ve bunların hangi elementler olduğunu ve ne kadarının mevcut olduğunu belirlemeye yardımcı olur. Ekip, WDJ2147-4035’ten gelen spektrumu analiz ederek, sodyum, lityum ve potasyum metallerinin varlığını buldu ve geçici olarak yıldıza birikmiş karbonu tespit etti – 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 artıklarla 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, doktora öğrencisi Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü şunları söyledi: “Metalle kirlenmiş bu yıldızlar, Dünya’nın benzersiz olmadığını, Dünya’ya benzer gezegen gövdelerine sahip başka gezegen sistemleri olduğunu gösteriyor. Tüm yıldızların %97’si beyaz cüce olacak ve evrende o kadar yaygınlar ki, özellikle bu son derece havalı olanları anlamak çok önemli. Galaksimizin en eski yıldızlarından oluşan soğuk beyaz cüceler, Samanyolu’ndaki en eski yıldızların etrafındaki gezegen sistemlerinin oluşumu ve evrimi hakkında bilgi sağlar.”

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

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, bu gezegenlerin yıldız ölmeden ve beyaz cüce olmadan önce 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 olduğu ve kendi güneş sistemimizde bilinen hiçbir şeye benzemediği için bir gizemdir. Bu çok ilginç bir beyaz cüce, ultra-soğuk yüzeyie sıcaklık, onu kirleten metaller, yaşlılığı ve manyetik olması onu son derece nadir kılıyor.”

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

Referans: Abbigail K Elms, Pier-Emmanuel Tremblay, Boris T Gänsicke, Detlev Koester, Mark A Hollands, Nicola Pietro Gentile Fusillo, Tim Cunningham ve Kevin Apps, “Gezegensel kalıntılarla kirlenmiş ultra soğuk beyaz cücelerin spektral analizi”, 5 Kasım 2022, Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stac2908

Bu araştırma, Avrupa Birliği’nin Horizon 2020 araştırma ve yenilik programı, Leverhulme Trust Grant ve Birleşik Krallık STFC konsolide hibesi kapsamında Avrupa Araştırma Konseyi’nden fon aldı.