Wanneer een ster als onze zon het einde van zijn leven bereikt, kan hij de omringende planeten en asteroïden die ermee zijn geboren, opnemen. Nu hebben onderzoekers met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory in Chili voor het eerst een unieke signatuur van dit proces gevonden:een litteken op het oppervlak van een witte dwergster. De resultaten worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters .

‘Het is algemeen bekend dat sommige witte dwergen – langzaam afkoelende sintels van sterren zoals onze zon – delen van hun planetenstelsel kannibaliseren. Nu hebben we ontdekt dat het magnetische veld van de ster een sleutelrol speelt in dit proces, wat resulteert in een litteken op de sterrenhemel. oppervlak van de witte dwerg", zegt Stefano Bagnulo, astronoom bij het Armagh Observatory and Planetarium in Noord-Ierland, VK, en hoofdauteur van het onderzoek.

Het litteken dat het team heeft waargenomen, is een concentratie metalen die is afgedrukt op het oppervlak van de witte dwerg WD 0816-310, het overblijfsel ter grootte van de aarde van een ster die lijkt op, maar iets groter is dan, onze zon.

‘We hebben aangetoond dat deze metalen afkomstig zijn van een planetair fragment zo groot of mogelijk groter dan Vesta, dat zo’n 500 kilometer in doorsnee is en de op een na grootste asteroïde in het zonnestelsel is’, zegt Jay Farihi, professor aan het University College London. UK, en co-auteur van het onderzoek.

De waarnemingen leverden ook aanwijzingen op over hoe de ster aan zijn metalen litteken kwam. Het team merkte op dat de sterkte van de metaaldetectie veranderde naarmate de ster ronddraaide, wat erop wijst dat de metalen geconcentreerd zijn op een specifiek gebied op het oppervlak van de witte dwerg, in plaats van zich daar vloeiend over te verspreiden.

Ze ontdekten ook dat deze veranderingen gesynchroniseerd waren met veranderingen in het magnetische veld van de witte dwerg, wat erop wijst dat dit metalen litteken zich op een van zijn magnetische polen bevindt. Samen geven deze aanwijzingen aan dat het magnetische veld metalen naar de ster heeft geleid, waardoor het litteken is ontstaan. Eerder hebben astronomen talloze witte dwergen waargenomen die vervuild waren door metalen die verspreid waren over het oppervlak van de ster. Het is bekend dat deze afkomstig zijn van verstoorde planeten of asteroïden die te dicht bij de ster komen en banen volgen die vergelijkbaar zijn met die van kometen in ons zonnestelsel.

Voor WD 0816-310 is het team er echter van overtuigd dat het verdampte materiaal is geïoniseerd en naar de magnetische polen is geleid door het magnetische veld van de witte dwerg. Het proces vertoont overeenkomsten met de manier waarop aurorae zich op aarde en op Jupiter vormen.

‘Verrassend genoeg was het materiaal niet gelijkmatig over het oppervlak van de ster gemengd, zoals voorspeld door de theorie. In plaats daarvan is dit litteken een geconcentreerd stukje planetair materiaal, op zijn plaats gehouden door hetzelfde magnetische veld dat de invallende fragmenten heeft geleid’, zegt co-auteur John Landstreet, een professor aan de Western University, Canada, die ook verbonden is aan het Armagh Observatory and Planetarium. "Zoiets is nog nooit eerder gezien."

Om tot deze conclusies te komen gebruikte het team een ​​'Zwitsers zakmes'-instrument op de VLT, genaamd FORS2, waarmee ze het metalen litteken konden detecteren en dit konden verbinden met het magnetische veld van de ster.

‘ESO beschikt over de unieke combinatie van mogelijkheden die nodig zijn om zwakke objecten zoals witte dwergen waar te nemen, en stellaire magnetische velden gevoelig te meten’, zegt Bagnulo. In hun onderzoek baseerde het team zich ook op archiefgegevens van het X-shooter-instrument van de VLT om hun bevindingen te bevestigen.

Door de kracht van dit soort waarnemingen te benutten, kunnen astronomen de bulksamenstelling van exoplaneten onthullen, planeten die rond andere sterren buiten het zonnestelsel draaien. Deze unieke studie laat ook zien hoe planetaire systemen dynamisch actief kunnen blijven, zelfs na de ‘dood’.

Meer informatie: Ontdekking van magnetisch geleide metaalaanwas op een vervuilde witte dwerg, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad2619

Journaalinformatie: Astrofysische dagboekbrieven

Aangeboden door ESO