Pressmeddelande

Metalliskt ärr upptäckt på kannibalstjärna

26 februari 2024, Skurup

När en stjärna som vår sol når slutet av sitt liv kan den sluka de omgivande planeterna och asteroiderna som den föddes med. Med hjälp av Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) i Chile, har nu forskare för första gången funnit en unik signatur av denna process – ett ärr inpräntat på ytan av en vit dvärgstjärna. Resultaten publiceras i dag i The Astrophysical Journal Letters.

"Det är välkänt att vissa vita dvärgar – långsamt svalnande rester av stjärnor som solen – kannibaliserar på delar av sina planetsystem. Nu har vi upptäckt att stjärnans magnetfält spelar en nyckelroll i denna process, vilket resulterar i ett ärr på den vita dvärgens yta” säger Stefano Bagnulo, astronom vid Armagh Observatory and Planetarium i Nordirland, Storbritannien, och huvudförfattare till studien.

Ärret som forskargruppen observerade visar sig som en koncentration av metaller på den vita dvärgens yta. Den vita dvärgen, WD 0816-310, är en rest av jordens storlek av en stjärna som liknade vår sol, men som var aningen större. "Vi har visat att dessa metaller härrör från en fast kropp som var minst lika stor som Vesta, som med en diameter av cirka 500 kilometer är den näst största asteroiden i solsystemet" säger Jay Farihi, professor vid University College London, Storbritannien, och medförfattare till studien.

Observationerna gav också ledtrådar till hur stjärnan fick sitt metalliska ärr. Forskarna noterade att styrkan hos metallsignalen varierade när stjärnan roterade, vilket tyder på att metallerna är koncentrerade i ett specifikt område på den vita dvärgens yta snarare än utspridda över den vita dvärgen. De fann också att dessa variationer var synkroniserade med förändringar i den vita dvärgens magnetfält, vilket indikerar att metallärret sammanfaller med en av stjärnans magnetiska poler. Tillsammans pekar dessa ledtrådar på att magnetfältet bidrog till att dra metallerna till stjärnan, vilket skapade ärret [1].

"Överraskande nog är materialet inte jämnt fördelat över stjärnans yta, som teorierna förutsade. Detta ärr är snarare en koncentrerad ansamling av planetlikt material som hålls på plats av samma magnetfält som dragit till sig de infallande fragmenten” säger medförfattaren John Landstreet, professor vid University of Western Ontario, Kanada, som också är ansluten till Armagh Observatory and Planetarium. “Inget liknande har setts tidigare.”

För att kunna dra dessa slutsatser använde forskargruppen FORS2, ett instrument på VLT som har liknats vid en schweizerkniv, som gjorde det möjligt att upptäcka metallärret och koppla det till stjärnans magnetfält. "ESO erbjuder den unika kombinationen av teknisk kapacitet som krävs för att observera svaga objekt som vita dvärgar och med hög noggrannhet mäta stjärnors magnetfält" säger Bagnulo. I sin studie utnyttjade forskarna även arkivdata från VLT-instrumentet X-shooter för att bekräfta sina fynd.

Genom att utnyttja kraften i observationer som dessa kan astronomer avslöja den huvudsakliga sammansättningen hos exoplaneter, det vill säga planeter som kretsar runt andra stjärnor än solen. Denna unika studie visar också hur planetsystem kan förbli dynamiskt aktiva, även efter planetsystemets "död".

Noter

[1] Tidigare har astronomer observerat ett flertal vita dvärgar som varit förorenade av metaller utspridda över stjärnornas ytor. Effekter av detta slag uppstår när splittrade planeter eller asteroider kommit för nära stjärnan på banor som passerar nära, likt kometerna i vårt solsystem. Men i fallet med WD 0816-310 är forskarna övertygade om att förångat material joniserades och fördes till den vita dvärgens magnetiska poler av dess magnetfält. Denna process delar vissa likheter med den som ger upphov till polarsken på jorden och Jupiter.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Discovery of magnetically guided metal accretion onto a polluted white dwarf” (doi:10.3847/2041-8213/ad2619) i tidskriften The Astrophysical Journal Letters.

Forskarlaget utgörs av Stefano Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, Storbritannien [Armagh]), Jay Farihi (Department of Physics and Astronomy, University College London, Storbritannien), John D. Landstreet (Armagh; Department of Physics & Astronomy, University of Western Ontario, Kanada) och Colin P. Folsom (Tartu Observatory, University of Tartu, Estland).

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• Läs mer om ESO:s Extremely Large Telescope på vår dedikerade webbplats och i pressmaterialet
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

Kontakter

Stefano Bagnulo
Armagh Observatory and Planetarium
Armagh, UK
Tel: +44 (0)28 3752 3689
E-post: Stefano.Bagnulo@Armagh.ac.uk

Jay Farihi
Department of Physics & Astronomy, University College London
London, UK
E-post: j.farihi@ucl.ac.uk

John Landstreet
Department of Physics & Astronomy, University of Western Ontario and Armagh Observatory and Planetarium
London and Armagh, Canada and UK
E-post: jlandstr@uwo.ca

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

Johan Warell (press contact Sverige)
ESO Science Outreach Network
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
Email: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2403 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.