Onderzoekers die ESO's Very Large Telescope gebruiken, hebben Voor de eerste keer, vond bewijs van een gigantische planeet geassocieerd met een witte dwergster. De planeet draait om de hete witte dwerg, het overblijfsel van een zonachtige ster, dichtbij, waardoor de atmosfeer wordt weggestript en een schijf van gas rond de ster vormt. Dit unieke systeem geeft een indicatie van hoe ons eigen zonnestelsel er in de verre toekomst uit zou kunnen zien.

"Het was een van die toevallige ontdekkingen, " zegt onderzoeker Boris Gänsicke, van de Universiteit van Warwick in het VK, die de studie leidde, vandaag gepubliceerd in Natuur . Het team had ongeveer 7000 witte dwergen geïnspecteerd die werden waargenomen door de Sloan Digital Sky Survey en vond er een die anders was dan alle andere. Door subtiele variaties in het licht van de ster te analyseren, ze vonden sporen van chemische elementen in hoeveelheden die wetenschappers nog nooit eerder bij een witte dwerg hadden waargenomen. "We wisten dat er iets uitzonderlijks aan de hand moest zijn in dit systeem, en speculeerde dat het verband zou kunnen houden met een soort planetair overblijfsel."

Om een ​​beter idee te krijgen van de eigenschappen van deze ongewone ster, genaamd WDJ0914+1914, het team analyseerde het met het X-shooter-instrument van ESO's Very Large Telescope in de Chileense Atacama-woestijn. Deze vervolgwaarnemingen bevestigden de aanwezigheid van waterstof, zuurstof en zwavel geassocieerd met de witte dwerg. Door de fijne details in de spectra van ESO's X-shooter te bestuderen, het team ontdekte dat deze elementen zich in een schijf van gas bevonden die in de witte dwerg wervelde, en niet afkomstig van de ster zelf.

"Het kostte een paar weken van heel hard nadenken om erachter te komen dat de enige manier om zo'n schijf te maken de verdamping van een gigantische planeet is, " zegt Matthias Schreiber van de Universiteit van Valparaiso in Chili, die het verleden en de toekomstige evolutie van dit systeem heeft berekend.

De gedetecteerde hoeveelheden waterstof, zuurstof en zwavel zijn vergelijkbaar met die in de diepe atmosferische lagen van ijzige, reuzenplaneten zoals Neptunus en Uranus. Als zo'n planeet in de buurt van een hete witte dwerg zou draaien, de extreme ultraviolette straling van de ster zou zijn buitenste lagen weghalen en een deel van dit gestripte gas zou in een schijf wervelen, zelf toegroeiend op de witte dwerg. Dit is wat wetenschappers denken te zien rond WDJ0914+1914:de eerste verdampende planeet in een baan om een ​​witte dwerg.

Het combineren van waarnemingsgegevens met theoretische modellen, het team van astronomen uit het Verenigd Koninkrijk, Chili en Duitsland konden een duidelijker beeld schetsen van dit unieke systeem. De witte dwerg is klein en bij een zinderende 28.000 graden Celsius (vijf keer de temperatuur van de zon), Extreem heet. Daarentegen, de planeet is ijskoud en groot - minstens twee keer zo groot als de ster. Omdat het van dichtbij om de hete witte dwerg draait, in slechts 10 dagen zijn weg erdoorheen vinden, de hoogenergetische fotonen van de ster blazen geleidelijk de atmosfeer van de planeet weg. Het meeste gas ontsnapt, maar een deel wordt in een schijf getrokken die in de ster wervelt met een snelheid van 3000 ton per seconde. Het is deze schijf die de anders verborgen Neptunus-achtige planeet zichtbaar maakt.

"Dit is de eerste keer dat we de hoeveelheden gassen zoals zuurstof en zwavel in de schijf kunnen meten, die aanwijzingen geeft voor de samenstelling van de atmosferen van exoplaneten, " zegt Odette Toloza van de Universiteit van Warwick, die een model ontwikkelde voor de schijf van gas rond de witte dwerg.

"De ontdekking opent ook een nieuw venster in het uiteindelijke lot van planetaire systemen, ", voegt Gänsicke toe.

Sterren zoals onze zon verbranden het grootste deel van hun leven waterstof in hun kernen. Zodra ze geen brandstof meer hebben, ze blazen zich op tot rode reuzen, honderden keren groter worden en nabijgelegen planeten overspoelen. In het geval van het zonnestelsel, dit omvat Mercurius, Venus, en zelfs de aarde, die over ongeveer 5 miljard jaar allemaal door de rode reus zon zullen worden geconsumeerd. Eventueel, Zonachtige sterren verliezen hun buitenste lagen, alleen een uitgebrande kern achterlatend, een witte dwerg. Zulke stellaire overblijfselen kunnen nog steeds planeten herbergen, en men denkt dat veel van deze sterrenstelsels in onze melkweg bestaan. Echter, tot nu, wetenschappers hadden nog nooit bewijs gevonden van een overlevende reuzenplaneet rond een witte dwerg. De detectie van een exoplaneet in een baan rond WDJ0914+1914, op ongeveer 1500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Kreeft, kan de eerste van vele zijn die rond dergelijke sterren draaien.

Volgens de onderzoekers is de nu met behulp van ESO's X-shooter gevonden exoplaneet draait om de witte dwerg op een afstand van slechts 10 miljoen kilometer, of 15 keer de zonnestraal, die diep in de rode reus zou zijn geweest. De ongebruikelijke positie van de planeet impliceert dat op een bepaald moment nadat de moederster een witte dwerg werd, de planeet kwam er dichterbij. De astronomen geloven dat deze nieuwe baan het resultaat kan zijn van zwaartekrachtinteracties met andere planeten in het systeem, wat betekent dat meer dan één planeet de gewelddadige overgang van zijn moederster heeft overleefd.

"Tot voor kort, zeer weinig astronomen pauzeerden om na te denken over het lot van planeten die rond stervende sterren cirkelen. Deze ontdekking van een planeet die dicht rond een uitgebrande stellaire kern draait, toont krachtig aan dat het heelal onze geest keer op keer uitdaagt om verder te gaan dan onze gevestigde ideeën, " besluit Gänsicke.

Dit onderzoek werd gepresenteerd in een paper om te verschijnen in Natuur .