2015.10.27. - Elpárologtatta 'minibolygóját' a halott csillag

A Kepler-űrtávcső K2 küldetése során gyűjtött észlelési adatok szerint egy fehér törpe elpárologtatott egy hozzá túlságosan közel került kis égitestet, valószínűleg egy "mini" kőzetbolygót a rendszeréből.

A NASA Kepler-űrtávcsöve újabb felfedezéssel bizonyította, hogy a kényszerű üzemmódváltás után (K2 küldetés) is képes rendkívüli eredményeket produkálni. Az új mérések arra utalnak, hogy egy fehér törpe darabjaira szaggatott és elpárologtatott egy kicsiny objektumot, egy "mini" kőzetbolygót, amint az spirális pályán keringve túlságosan közel került a csillagtetemhez. Egyes híradásokban a WD 1145+017 katalógusjelű objektumot - meglovagolva a decemberi premier közeledtével egyre inkább fokozódó Csillagok háborúja-őrületet - el is nevezték Halálcsillagnak (Death Star). A felfedezés alátámasztja azt a nem új keletű elképzelést, hogy a fehér törpék idővel megsemmisíthetik a rendszerükben keringő esetleges bolygómaradványokat. A kutatás vezetője, Andrew Vanderburg egyetemi hallgató (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) magyarázata szerint ez az első alkalom, amikor láthatjuk, ahogyan a gravitációs árapályerők szétszaggatnak egy "minibolygót", a fehér törpe intenzív sugárzása elpárologtatja a törmeléket, az pedig a csillagra hullik.

Fantáziarajz a fehér törpe körül keringő kicsiny kőzetbolygó széteséséről és elpárolgásáról.
[CfA/Mark A. Garlick]

A Naphoz hasonló csillagok koruk előrehaladtával felfúvódva vörös óriásokká válnak, miközben korábbi tömegük mintegy felét elvesztik. A folyamat végén eredeti átmérőjük körülbelül századára húzódnak össze, és a Föld méretével megegyező sűrű, forró csillagmaradvánnyá, fehér törpévé alakulnak. A becslés szerint a Halálcsillag által elpusztított, porból, kőzetekből és egyéb anyagokból összeállt égitest mérete egy nagyobb aszteroidáénak felelhetett meg. Az első, fehér törpe körül felfedezett tranzitos bolygószerű objektum a WD 1145+017-et 4,5 óránként kerülte meg, ami a csillaghoz nagyon közeli pályát jelent, így annak intenzív sugárzása felperzselte, gravitációs tere pedig szétszaggatta az égitestet.

A K2 küldetés első észlelési kampánya során, 2014. május 30. és 2014. augusztus 21. között a kutatók a Szűz csillagképben lévő területet pásztázva tesztelték az új üzemmód lehetőségeit. Ekkor vizsgálták a WD 1145+017-et is. A Vanderburg által vezetett csoport szokatlan, ám mégis ismerősnek tűnő mintázatra bukkant a csillag fényváltozásában. A fénygörbén egyértelműen látszott egy mély, 4,5 óra periódusú tranzit, amelynek során a csillag előtt elhaladó égitest a sugárzás mintegy 40 százalékát blokkolta, a jel azonban nem a megszokott szimmetrikus U alakot mutatta: az aszimmetrikus, elnyúlt alak, a kevésbé meredek felfutás a bolygót követő, üstököscsóvához hasonló anyagáram jelenlétére utalt. A megfigyelések alapján a csillagot törmelékgyűrű övezi, amely egy kicsiny, bolygószerű égitest elpárolgásának eredménye lehet.

A fekete körök a WD 1145+017 Kepler-űrtávcső által mért fényességértékei. A szimmetrikus vörös vonal egy hipotetikus, a Földének megfelelő méretű bolygó tranzitjának modellezett fénygörbéjét mutatja, az aszimmetrikus kék görbe pedig egy kicsi, széteső, ezért maga után üstökösszerű csóvát húzó bolygó által okozott fényességváltozást modellezi.
[CfA/A. Vanderburg]

A tranzitok furcsa alakján kívül Vanderburg és kollégái azt is felfedezték, hogy a WD 1145+017 atmoszférája - a vonatkozó elmélet előrejelzésének megfelelően - nehéz elemekkel szennyezett. Az erős gravitációs tér miatt a fehér törpék légkörében csak a könnyű elemek, a hidrogén és a hélium maradhatnak. Az évek során azonban több olyan fehér törpét is találtak, amelynek légkörében nehezebb elemek, kalcium, szilícium, magnézium és vas is kimutathatók voltak. A kutatók úgy vélték, a szennyezés oka az, hogy a fehér törpe gravitációs árapályereje szétszaggatott egy aszteroidát vagy egy kisebb bolygót, a törmelék pedig a csillagra hullott. A spektroszkópiai megfigyeléseket az arizonai MMT Obszervatóriumban végezték, ezek alapján Fergal Mullally (K2 at SETI/NASA Ames Research Center) úgy értékeli, hogy a WD 1145+017 esetében éppen a felvázolt forgatókönyv megvalósulását látjuk, de természetesen további észlelésekre van még szükség a rendszer történetének pontosabb felvázolásához.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazinban jelent meg.

Forrás:

• Kepler and K2 2015.10.21.