Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη από δίσκο σκόνης γύρω από τον λευκό νάνο GD 362. Πιστοποίηση εικόνας: Gemini Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Οι αστρονόμοι έχουν ρίξει μια ματιά σε σκονισμένα συντρίμμια γύρω από ένα ουσιαστικά νεκρό αστέρι, όπου η βαρύτητα και η ακτινοβολία έπρεπε να είχαν αφαιρέσει εδώ και καιρό κανένα σημάδι σκόνης; μια ανακάλυψη που μπορεί να παρέχει πληροφορίες για την ενδεχόμενη κατάρρευση του ηλιακού μας συστήματος αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα.
Τα αποτελέσματα βασίζονται σε παρατηρήσεις μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας που έγιναν με το τηλεσκόπιο Gemini 8 μέτρων Frederick C. Gillett (Gemini North) στο Mauna Kea της Χαβάης. Οι παρατηρήσεις των Δίδυμων αποκαλύπτουν μια εκπληκτικά υψηλή αφθονία σκόνης σε τροχιά γύρω από έναν αρχαίο αστρικό χόβο με το όνομα GD 362.
«Αυτό δεν είναι εύκολο να εξηγηθεί», δήλωσε ο Eric Becklin, αστρονόμος της UCLA και βασικός ερευνητής για τις παρατηρήσεις των Δίδυμων. «Η καλύτερη μας εκτίμηση είναι ότι κάτι παρόμοιο με έναν αστεροειδή ή πιθανώς ακόμη και έναν πλανήτη γύρω από αυτό το μακρόψυχο αστέρι αλέθεται και κονιοποιείται για να τροφοδοτήσει το αστέρι με σκόνη. Ο παράλληλος με την ενδεχόμενη κατάρρευση του ηλιακού μας συστήματος είναι κατεψυγμένος.
«Έχουμε τώρα ένα παράθυρο στο μέλλον του δικού μας πλανητικού συστήματος», δήλωσε ο Benjamin Zuckerman, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας της UCLA, μέλος του Ινστιτούτου Αστροβιολογίας της NASA και συν-συγγραφέας σε χαρτί που βασίζεται στους Δίδυμους. «Ίσως για πρώτη φορά, έχουμε μια ματιά στο πώς τα πλανητικά συστήματα όπως τα δικά μας μπορεί να συμπεριφέρονται δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα».
«Ο λόγος για τον οποίο αυτό είναι τόσο ενδιαφέρον είναι ότι αυτός ο συγκεκριμένος λευκός νάνος έχει μακράν τα περισσότερα μέταλλα στην ατμόσφαιρά του από οποιοδήποτε γνωστό λευκό νάνο», πρόσθεσε ο Zuckerman. «Αυτός ο λευκός νάνος είναι τόσο πλούσιος σε ασβέστιο, μαγνήσιο και σίδηρο όσο ο ήλιος μας, και δεν θα περίμενε κανείς από αυτά τα βαρύτερα στοιχεία. Αυτή είναι μια απόλυτη έκπληξη. Ενώ έχουμε σημειώσει σημαντική πρόοδο, παραμένουν σημαντικά μυστήρια. "
Η ερευνητική ομάδα περιλαμβάνει επιστήμονες από το UCLA, το Carnegie Institution και το Παρατηρητήριο Gemini. Τα αποτελέσματα έχουν προγραμματιστεί για δημοσίευση σε ένα προσεχές τεύχος του Astrophysical Journal. Τα αποτελέσματα θα δημοσιευτούν ταυτόχρονα με συμπληρωματικές παρατηρήσεις σχεδόν υπέρυθρων ακτίνων που έγιναν από μια ομάδα του Πανεπιστημίου του Τέξας με επικεφαλής τον Mukremin Kilic στην εγκατάσταση υπερύθρων τηλεσκοπίου της NASA, επίσης στη Mauna Kea.
«Έχουμε επιβεβαιώσει αναμφίβολα ότι η σκόνη δεν κοιμάται ποτέ!» αποσύρεται το Inseok Song του Παρατηρητηρίου Gemini, συν-συγγραφέας της εφημερίδας. «Αυτή η σκόνη πρέπει να υπάρχει μόνο για εκατοντάδες χρόνια πριν να περάσει στο αστέρι από τη βαρύτητα και να εξατμιστεί από υψηλές θερμοκρασίες στην ατμόσφαιρα του αστεριού. Κάτι διατηρεί αυτό το αστέρι καλά εφοδιασμένο με σκόνη για να το ανιχνεύσουμε πολύ μετά το θάνατο του αστεριού. "
«Υπάρχουν μόνο πολύτιμα σενάρια που μπορούν να εξηγήσουν τόση σκόνη γύρω από ένα αρχαίο αστέρι όπως αυτό», δήλωσε ο καθηγητής φυσικής και αστρονομίας της UCLA Michael Jura, ο οποίος οδήγησε την προσπάθεια να μοντελοποιήσει το περιβάλλον σκόνης γύρω από το αστέρι. «Εκτιμούμε ότι το GD 362 έχει κρυώσει τώρα για πέντε δισεκατομμύρια χρόνια από τότε που ξεκίνησε ο θάνατος του αστεριού και εκείνη την εποχή θα έπρεπε να είχε εξαλειφθεί εντελώς οποιαδήποτε σκόνη».
Ο Jura παρομοιάζει το δίσκο με τους γνωστούς δακτυλίους του Κρόνου και πιστεύει ότι η σκόνη γύρω από το GD 362 θα μπορούσε να είναι συνέπεια της σχετικά πρόσφατης βαρυτικής καταστροφής ενός μεγάλου «γονικού σώματος» που πλησίασε πολύ το νεκρό αστέρι.
Το GD 362 είναι ένα αστέρι λευκού νάνου. Αντιπροσωπεύει την τελική κατάσταση της αστρικής εξέλιξης για αστέρια όπως ο ήλιος και πιο ογκώδη αστέρια όπως αυτός του προγόνου, που είχε μια αρχική μάζα περίπου επτά φορές τον ήλιο. Αφού υποβλήθηκε σε πυρηνικές αντιδράσεις για εκατομμύρια χρόνια, ο πυρήνας του GD 362 εξαντλήθηκε από καύσιμα και δεν μπορούσε πλέον να δημιουργήσει αρκετή θερμότητα για να αντισταθμίσει την εσωτερική ώθηση της βαρύτητας. Μετά από μια σύντομη περίοδο αστάθειας και απώλειας μάζας, το αστέρι κατέρρευσε σε ένα λευκό-ζεστό πτώμα. Τα ερείπια κρυώνουν αργά για πολλά δισεκατομμύρια χρόνια καθώς η θραύση χάνει το αργό ταξίδι της στη λήθη.
Με βάση τον ρυθμό ψύξης του, οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι έχουν περάσει από δύο δισεκατομμύρια έως πέντε δισεκατομμύρια χρόνια από το θάνατο του 362 GD.
«Αυτό το μακροχρόνιο πλαίσιο θα εξηγούσε γιατί δεν υπάρχει κανένα σημάδι ενός κελύφους λαμπερού αερίου γνωστού ως πλανητικού νεφελώματος από την αποβολή του υλικού καθώς πέθανε το αστέρι», δήλωσε το μέλος της ομάδας και ο αστρονόμος των Δίδυμων, Jay Farihi.
Κατά τη διάρκεια της θερμοπυρηνικής παρακμής του, το GD 362 πέρασε μια εκτεταμένη περίοδο απώλειας μάζας, πηγαίνοντας από μια μάζα περίπου επτά φορές εκείνη του ήλιου σε μια μικρότερη, μία ηλιακή μάζα σκιά του πρώην εαυτού της.
Αν και περίπου το ένα τέταρτο όλων των λευκών νάνων περιέχει στοιχεία που είναι πιο ψηλά από το υδρογόνο στην ατμόσφαιρά τους, μόνο ένας άλλος λευκός νάνος είναι γνωστό ότι περιέχει σκόνη. Ο άλλος σκονισμένος λευκός νάνος, ονομαζόμενος G29-38, έχει περίπου 100 φορές μικρότερη πυκνότητα σκόνης από το GD 362.
Οι παρατηρήσεις των Δίδυμων έγιναν με το φασματογράφο MICHELLE μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας στο τηλεσκόπιο Δίδυμοι Βορρά στη Mauna Kea της Χαβάης.
«Αυτά τα δεδομένα είναι εκπληκτικά», δήλωσε η Alycia Weinberger του Carnegie Institution. «Παρατηρώντας αυτό το αστέρι ήταν μια συγκίνηση! Καταφέραμε να βρούμε τα απομεινάρια ενός πλανητικού συστήματος γύρω από αυτό το αστέρι μόνο λόγω της τεράστιας ευαισθησίας των Δίδυμων στα μέσα υπέρυθρης ακτινοβολίας. Συνήθως χρειάζεστε ένα διαστημικό σκάφος για να το κάνετε καλά ».
Οι παρατηρήσεις μεσαίου υπερύθρου Gemini ήταν μοναδικές στην ικανότητά τους να επιβεβαιώνουν τις ιδιότητες της σκόνης που είναι υπεύθυνη για την «υπέρυθρη υπέρβαση» γύρω από το GD 362. Η συμπληρωματική παρατήρηση υπέρυθρων τηλεσκοπίων και έγγραφο από την ομάδα του Πανεπιστημίου του Τέξας παρείχε βασικούς περιορισμούς το περιβάλλον γύρω από το αστέρι.
Ο αστρονόμος του Πανεπιστημίου του Τέξας και συν-συγγραφέας Ted von Hippel περιγράφει πώς οι παρατηρήσεις της Διευκόλυνσης Υπέρυθρων Τηλεσκοπίων (IRTF) συμπληρώνουν τα αποτελέσματα των Δίδυμων: «Το φάσμα του IRTF αποκλείει την πιθανότητα ότι αυτό το αστέρι θα μπορούσε να είναι ένας καφέ νάνος ως πηγή της υπέρυθρης υπέρβασης », Είπε ο von Hippel. "Ο συνδυασμός των δύο συνόλων δεδομένων παρέχει μια πειστική θήκη για ένα δίσκο σκόνης γύρω από το GD 362."
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων UCLA
