Kiedy gwiazda taka jak nasze Słońce dobiegnie końca, może pochłonąć otaczające ją planety i asteroidy, które się z nią urodziły. Teraz, korzystając z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile, badacze po raz pierwszy odkryli unikalną sygnaturę tego procesu – bliznę odciśniętą na powierzchni białego karła. Wyniki opublikowano dzisiaj w The Astrophysical Journal Letters.
„Powszechnie wiadomo, że niektóre białe karły – powoli stygnące żary gwiazd takich jak nasze Słońce – kanibalizują fragmenty swoich układów planetarnych. Teraz odkryliśmy, że pole magnetyczne gwiazdy odgrywa kluczową rolę w tym procesie, powodując powstanie blizny na powierzchni białego karła” – mówi Stefano Bagnulo, astronom z Obserwatorium i Planetarium Armagh w Irlandii Północnej w Wielkiej Brytanii i główny autor badania.
Blizna, którą zaobserwował zespół, to skupisko metali odciśnięte na powierzchni białego karła WD 0816-310, pozostałości po gwieździe wielkości Ziemi podobnej do naszego Słońca, ale nieco większej od niego. „Wykazaliśmy, że metale te pochodzą z fragmentu planety tak dużego lub prawdopodobnie większego od Westy, która ma około 500 kilometrów średnicy i jest drugą co do wielkości asteroidą w Układzie Słonecznym” – mówi Jay Farihi, profesor na University College London, UK i współautor badania.
Obserwacje dostarczyły również wskazówek, w jaki sposób gwiazda otrzymała metalową bliznę. Zespół zauważył, że siła wykrywania metalu zmieniała się wraz z obrotem gwiazdy, co sugeruje, że metale skupiają się w określonym obszarze powierzchni białego karła, a nie są równomiernie po nim rozmieszczone. Odkryli również, że zmiany te były zsynchronizowane ze zmianami pola magnetycznego białego karła, co wskazuje, że ta metalowa blizna znajduje się na jednym z jego biegunów magnetycznych. Łącznie te wskazówki wskazują, że pole magnetyczne sprowadziło metale na gwiazdę, tworząc bliznę.*
„Co zaskakujące, materia nie była równomiernie wymieszana na powierzchni gwiazdy, jak przewiduje teoria. Zamiast tego ta blizna to skoncentrowana plama materiału planetarnego, utrzymywana w miejscu przez to samo pole magnetyczne, które kierowało spadającymi fragmentami” – mówi współautor John Landstreet, profesor na Western University w Kanadzie, który jest również powiązany z Obserwatorium i Planetarium Armagh. „Niczego takiego nie widziano wcześniej”.
Aby dojść do tych wniosków, zespół użył na VLT instrumentu „szwajcarskiego scyzoryka” o nazwie FORS2, który pozwolił im wykryć metalową bliznę i połączyć ją z polem magnetycznym gwiazdy. „ESO dysponuje unikalną kombinacją możliwości potrzebnych do obserwacji słabych obiektów, takich jak białe karły, i czułego pomiaru gwiazdowego pola magnetycznego” – mówi Bagnulo. W swoich badaniach zespół w celu potwierdzenia swoich ustaleń oparł się także na danych archiwalnych z instrumentu X-shooter należącego do VLT.
Wykorzystując moc takich obserwacji, astronomowie mogą ujawnić ogólny skład egzoplanet, planet krążących wokół innych gwiazd poza Układem Słonecznym. To wyjątkowe badanie pokazuje również, jak układy planetarne mogą pozostać dynamicznie aktywne nawet po „śmierci”.
Notatki
* Wcześniej astronomowie obserwowali liczne białe karły zanieczyszczone metalami rozproszonymi po powierzchni gwiazdy. Wiadomo, że pochodzą one z uszkodzonych planet lub asteroid, które krążą zbyt blisko gwiazdy, podążając po orbitach pasących się do gwiazd podobnych do orbit komet w naszym Układzie Słonecznym. Jednakże w przypadku WD 0816-310 zespół jest pewien, że odparowany materiał został zjonizowany i naprowadzony na bieguny magnetyczne przez pole magnetyczne białego karła. Proces ten jest podobny do powstawania zórz polarnych na Ziemi i Jowiszu.