Noin 570 valovuoden päässä Maasta sijaitsee WD 1145+017, valkoinen kääpiötähti. Se on monessa suhteessa tyypillinen valkoinen kääpiötähti. Sen massa on noin 0,6 Auringon massaa ja sen lämpötila on noin 15 900 Kelviniä. Mutta viisi vuotta sitten tähtitieteilijöiden ryhmä kirjoitti valkoisesta kääpiöstä paperin, joka osoitti, että jotain epätavallista oli meneillään.
Paperin kirjoittaneet tähtitieteilijät löysivät epätavallisia spektriviivoja valkoisesta kääpiöstä tulevasta valosta. Se osoitti elementtien, kuten raudan, hapen, piin ja magnesiumin, läsnäolon, jotka kaikki ovat tyypillisiä kiviisille eksoplaneetoille. Tyypillisesti valkoinen kääpiötähti osoittaa vedyn ja heliumin läsnäolon spektroskooppisissa havainnoissa. Painovoima vetäisi tähteen kaikki raskaammat alkuaineet.
He löysivät myös roskarenkaan WD 1145+017:n ympäriltä, joka on ollut valkoinen kääpiö noin 175 miljoonaa vuotta.
Lehden otsikko on ' NEKROPLANETOLOGIA: WD 1145+017 LIITTYVIEN ERILAISTUVAN PLANETAAMATERIAALIN TURVOVEVYÖHÄIRIÖN simulointi .” Pääkirjoittaja on Girish Duvvuri, joka oli Wesleyanin yliopistossa paperin kirjoittamishetkellä.
Paperi on vasta nyt hyväksytty julkaistavaksi The Astrophysical Journalissa, ja se on ensimmäinen löytö valkoisesta kääpiötähdestä, joka 'syö' omia planeettojaan. Paperin kirjoittamisen ja The Astrophysical Journalissa julkaisemisen välisinä vuosina muut tutkijat ovat tutkineet WD 1145+017:ää ja kirjoittaneet omia kirjoituksiaan.
Yhteenvetona tutkimus osoittaa valkoisen kääpiötähden, joka on kuluttamassa omia planeettojaan. Ei vain sitä, vaan tiedämme nyt 21 muun tähden tekevän saman asian. Yhdessä tämä on synnyttänyt uuden tutkimusalan, jonka nimi on sci-fi-kuultava 'nekroplanetologia'.
'… tarkkailemme planeettajärjestelmän kuolemaa toiminnassa.'
Duvvuri ym., 2020.
Alkuperäisessä viiden vuoden takaisessa artikkelissa kirjoittajat käyttivät Kepler-avaruusaluksen tietoja, kun se havaitsi epätavallisia kulkuja WD 1145+017:n ympärillä. Tutkijat loivat 36 mallia erityyppisistä planeetoista ja suorittivat jokaisen simulaation 100 kertaa jäljitellen Keplerin näkemää 4,5 tunnin kulkua. Sitten he vertasivat niitä havaitsemiinsa läpikulkuvalokäyriin. He päättelivät, että he näkivät eksoplaneetan, jonka tähti häiritsi vuorovesi.
Heidän simulaationsa osoittivat heille, että ruumiit, jotka todennäköisimmin tekivät havaintojaan, olivat kivisiä kappaleita, joissa oli pieniä ytimiä ja kiinteät vaipat. Kirjoittajat vertaavat niitä asteroidiin Vesta. Näillä tiheillä kappaleilla olisi jonkin verran kykyä vastustaa tähden vuorovesihäiriöitä, mutta lyhyessä ajassa ne repeytyisivät tähtitieteellisesti katsottuna.
Planeetan vuorovesihäiriö valkoisen kääpiön ympärillä. Alkaen paneelista A, valkoinen kääpiötähti on pieni vihreä piste, kun taas planeetta on pieni musta piste oranssin palkin sisällä. Ajan myötä planeetalta saadaan yhä enemmän materiaalia. Vaikka osa materiaalista putoaa valkoiseen kääpiöön, osa siitä muodostaa kiekon tähden ympärille. Kuvan luotto: Malamud ja Perets, 2020.
Pohjimmiltaan kirjoittajien havaitsema ruumis repeytyi ja satoi valkoisen kääpiön päälle, kun taas osa materiaalista syötettiin ympyrän muotoiseen kiekkoon. Tutkimuksessaan he kirjoittivat: 'Vuorovesihäiriösimulaatioiden yhdistäminen fotometriaan ehdottaa ominaisuuksia eksoplanetaarisen kappaleen sisäiselle rakenteelle ja koostumukselle, tieto, joka on mahdollista vain, koska tarkkailemme planeettajärjestelmän kuolemaa toiminnassa.'
Löydökset osoittavat meille, mitä omalle aurinkokuntamme voi tapahtua. Auringosta tulee lopulta valkoinen kääpiö, kuten WD 1145+017. Ennen kuin se tapahtuu, siitä tulee punainen jättiläinen, ja se todennäköisesti nielee Merkuriuksen, Venuksen ja ehkä Maan. Kuten kaikki tähdet, jotka muuttuvat valkoisiksi kääpiöiksi, sarja rajuja räjähdyksiä työntää materiaalia avaruuteen. Mutta planeetat selviävät.
Taiteilijan vaikutelma punaisesta jättiläistähdestä. Ennen kuin Auringosta tulee valkoinen kääpiö, se käy läpi punaisen jättiläisvaiheen. Luotto: NASA/ Walt Feimer
Kaikki jäljellä olevat planeetat ovat aavemaisessa paikassa: kiertävät valkoista kääpiötä, joka on murto-osan nykyisen Auringon kokoinen, mutta uskomattoman tiheä. Ja niiden kiertoradat ja kaikkien muiden aurinkokunnan kappaleiden kiertoradat voivat olla erittäin häiriintyneitä verrattuna niiden nykyisiin kiertoradoihin. On mahdollista, että ne pääsevät lähelle valkoista kääpiötä ja repeytyvät vuorovesihäiriöiden vuoksi, aivan kuten WD 1145+017:ää kiertävät planeetat.
Tähtitieteilijät tietävät nyt monia muita valkoisia kääpiöitä, jotka osoittavat epätavallisia läpikulkuja ja spektroskopiaa. Nämä löydöt ovat avanneet nekroplanetologian tutkimuksen. Kuten kirjoittajat kirjoittavat artikkelissaan: 'Kaiken taivaan tutkimustehtävät, kuten TESS ja LSST, pystyvät havaitsemaan muita järjestelmiä, kuten WD 1145+017, luoden näytteen aiheista uudelle planeettatieteen alaalalle: nekroplanetologialle.'
Lisää:
- Tutkimus paperi: NEKROPLANETOLOGIA: WD 1145+017 LIITTYVIEN ERILAISTUVAN PLANETAAMATERIAALIN TURVOVEVYÖHÄIRIÖN simulointi
- Keskustelu: Kuollut tähti tuhoaa planeetan – tarjoaa kurkistuksen siihen, kuinka maa voisi päättää päivänsä
- Lisätutkimus: Valkoisten kääpiöiden aiheuttama planeettojen vuorovesihäiriö I: hybridi SPH-analyyttinen lähestymistapa