Lehdistötiedote

Zombie-tähden hohtava halo

VLT kartoitti valkoisen kääpiön aterian jäänteitä

11. marraskuuta 2015

Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on ensimmäistä kertaa tutkinut yksityiskohtaisesti kuolleen tähden ja sen asteroidiaterian kohtalokkaan vuorovaikutuksen jäänteitä on käyttäen Chilessä sijaitsevaa ESO:n Paranalin observatorion VLT-teleskooppia. Näin on saatu vilkaistua aurinkokunnan kohtaloa kaukaisessa tulevaisuudessa.

Brittiläisen Warwickin yliopiston jatko-opiskelija Christopher Manserin johtama tutkimusryhmä käytti havaintoaineistoa ESO:n VLT-teleskoopilta (Very Large Telescope) ja muilta observatorioilta tutkiakseen tähden jäänteen ympärillä olevia asteroidin hajaantuneita jäännöksiä. Tähti on valkoinen kääpiö SDSS J1228+1040 [1].

Käyttäen useita havaintolaitteita, joihin lukeutuivat VLT-teleskooppiin kiinnitetyt UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) ja X-shooter, tutkimusryhmä sai yksityiskohtaisia havaintoja valkoisesta kääpiöstä ja sitä ympäröivästä materiasta tulevasta valosta ennätyksellisten kahdentoista vuoden aikana vuosien 2003 ja 2015 välillä. Vuosien yli ulottuvat havainnot tarvittiin luotaamaan järjestelmää useasta näkökulmasta [2].

"Käsitellystä aineistosta saamamme kuva osoittaa, että nämä järjestelmät ovat todella kiekonkaltaisia ja paljastavat monia rakenteita, joita emme voi havaita yksittäisestä valokuvasta," selittää julkaisun pääkirjoittaja Christopher Manser.

Tutkimusryhmä käytti Doppler-tomografiaksi kutsuttua menetelmää, joka on tomintaperiaatteeltaan samankaltainen ihmiskehosta tehtävän lääketieteellisen tomografiakuvauksen kanssa. Menetelmän ansiosta he saattoivat ensimmäistä kertaa kartoittaa yksityiskohtaisesti valkoista kääpiötä J1228+1040 kiertävän kuolleen tähden aterian hohtavien kaasujäännösten rakennetta.

Siinä missä noin tai yli kymmenen kertaa Aurinkoa massiivisemmat suuret tähdet kohtaavat näyttävän rajun huipentuman räjähtämällä supernovina elämänsä lopulla, pienemmät tähdet säästyvät moisilta dramaattisilta kohtaloilta. Kun Auringon kaltaiset tähdet päättävät päivänsä, niiden polttoaine loppuu, ne laajenevat punaisiksi jättiläisiksi ja myöhemmin vuotavat uloimmat kaasukerroksensa avaruuteen. Entisen tähden kuuma ja hyvin tiheä ydin, valkoinen kääpiö, on kaikki, mitä jää jäljelle.

Selviäisivätkö planeetat, asteroidit ja muut kappaleet kuitenkin tällaisessa järjestelmässä tulen koettelemuksesta? Mitä jäisi jäljelle? Uudet havainnot auttavat vastaamaan näihin kysymyksiin,

Valkoisia kääpiöitä ympäröi harvoin kaasumaisen materian kiekko. Vain seitsemän on tähän mennessä löydetty. Tutkimusryhmän johtopäätös oli, että asteroidi oli harhautunut vaarallisen lähelle kuollutta tähteä ja tullut sen kokemien valtaisien vuorovesivoimien riekaleiksi repimäksi. Siten se muodosti nyt nähtävän materiakiekon.

Tähteä kiertävä kiekko muodostui samoin kuin lähempänä kotia olevia, Saturnuksen kaltaisia planeettoja ympäröivät kuvankauniit renkaat. Siinä missä J1228+1040 on yli seitsemän kertaa rengasplaneettaa pienempi, sillä on kuitenkin yli 2500-kertainen massa. Tutkimusryhmä havaitsi, että valkoisen kääpiön ja sen kiekon välinen etäisyys on myös varsin erilainen. Saturnus renkaineen mahtuisi mukavasti niiden väliseen aukkoon [3].

Uuden pitkäkestoisen VLT-teleskoopilla tehdyn tutkimuksen avulla tutkimusryhmä on nyt kyennyt näkemään kiekon prekessoivan valkoisen kääpiön hyvin voimakkaan painovoimakentän vaikutuksesta. He havaitsivat myös, että kiekko on hieman kallellaan eikä siitä ole vielä tullut pyöreää.

"Kun me löysimme tämän valkoista kääpiötä kiertävän pölykiekon vuonna 2006, me emme olisi voineet kuvitellakaan nyt tässä kuvassa näkemiämme erittäin hienoja yksityiskohtia, jotka on koottu kahdentoista vuoden havaintoaineistosta. Se oli todella odottamisen arvoista," lisää Boris Gänsicke, yksi julkaisun kirjoittajista.

Valkoisen kääpiön J1228+1040 kaltaiset jäänteet tarjoavat avainvihjeitä tähtien elämän lopulla vallitsevien olosuhteiden ymmärtämiseen. Tämä saattaa auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään eksoplaneettajärjestelmissä vallitsevia prosesseja ja jopa ennustamaan aurinkokunnan kohtaloa Auringon kohdatessa loppunsa noin seitsemän miljardin vuoden kuluttua.

Lisähuomiot

[1] Valkoisen kääpiön koko nimi on SDSS J122859.93+104032.9.

[2] Tutkimusryhmä tunnisti päivänselvän, ionisoituneen kalsiumin aiheuttaman kolmikärkikeihään muotoisen spektrikuvion, jota kutsutaan kalsiumtripletiksi (Ca II). Näiden kolmen spektriviivan havaittujen ja tunnettujen aallonpituuksien eroa voidaan käyttää määrittämään kaasun nopeus huomattavalla tarkkuudella.

[3] Vaikka valkoista kääpiötä kiertävä kiekko on paljon suurempi kuin Saturnuksen rengasjärjestelmä aurinkokunnassa, se on pikkuruinen verrattuna nuoria tähtiä ympäröiviin, planeettoja muodostaviin pölykiekkoihin.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Doppler-imaging of the planetary debris disc at the white dwarf SDSS J122859.93+104032.9”, jonka kirjoittivat C. Manser et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Tutkimusryhmään kuuluvat Christopher Manser (University of Warwick, Iso-Britannia), Boris Gaensicke (University of Warwick), Tom Marsh (University of Warwick), Dimitri Veras (University of Warwick, Iso-Britannia), Detlev Koester (Kielin yliopisto, Saksa), Elmé Breedt (University of Warwick), Anna Pala (University of Warwick), Steven Parsons (Universidad de Valparaiso, Chile) ja John Southworth (Keele University, Iso-Britannia).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Christopher Manser
University of Warwick
United Kingdom
Sähköposti: C.Manser@warwick.ac.uk

Boris Gänsicke
University of Warwick
United Kingdom
Puh.: +44 (0)2476574741
Sähköposti: Boris.Gaensicke@warwick.ac.uk

Tom Frew
International Press Officer, University of Warwick
United Kingdom
Puh.: +44 (0)24 7657 5910
Matkapuhelin: +44 (0)7785 433 155
Sähköposti: a.t.frew@warwick.ac.uk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1544.