Hubble finnur leifar berghnatta innan í útbrunnum stjörnum

Sævar Helgi Bragason 09. maí 2013 Fréttir

Hubblessjónaukinn hefur fundið merki um bergreikistjörnur innan í lofthjúpum tveggja útbrunnina stjarna

  • hvítur dvergur, smástirni,

Hubble geimsjónauki NASA og ESA hefur fundið merki um bergreikistjörnur á ólíklegum stað: Í lofthjúpi tveggja útbrunnina stjarna í nálægri stjörnuþyrpingu. Tvær hvítar dvergstjörnur virðast „mengaðar“ af leifum berghnatta sem fallið hafa á þær. Þessi uppgötvun bendir til þess að myndun bergreikistjarna sé algeng í þyrpingum.

Hvítu dvergarnir — litlar, leifar útbrunnina stjarna sem eitt sinn svipaði til sólarinnar — eru í um 150 ljósára fjarlægð frá Jörðinni í Regnstirninu, stjörnuþyrpingu í Nautsmerkinu. Regnstirnið er tiltölulega ung þyrping, líklega aðeins um 625 milljón ára.

Stjörnufræðingar telja að allar stjörnur myndist í þyrpingum. Aftur á móti hefur leit að reikistjörnum við stjörnur í þyrpingum ekki borið árangur — af þeim ríflega 800 fjarreikistjörnum sem vitað er um í dag, eru aðeins fjórar í stjörnuþyrpingum. Ástæðan gæti verið sú að stjörnur í þyrpingum eru ungar og virkar og gefa frá sér blossa og annað sem veldur því að erfiðara er að leita að reikistjörnum við þær.

Í nýrri rannsókn undir forystu Jay Farihi við Cambridge háskóla í Bretlandi var sjónum hins vegar beint að útbrunnum stjörnum í þyrpingunum í leit að merkjum um reikistjörnur [1].

Gerðar voru litrófsmælingar með Hubblessjónaukanum og fannst kísill í lofthjúpi tveggja hvítra dverga. Kísill er meginuppistaðan í þeim efnum sem mynda Jörðina og aðra berghnetti í sólkerfinu okkar. Kísilinn gæti mátt rekja til smástirna sem tættust í sundur vegna þyngdarkrafta hvítu dverganna eftir að þau hættu sér of nærri þeim. Líklega mynduðu leifar berghnattanna hring í kringum útbrunnu stjörnurnar og féllu svo inn í þær.

Leifarnar sem fundist í kringum hvítu dvergana benda til þess að bergreikistjörnur hafi myndast þegar þessar stjörnur urðu til. Eftir að stjörnurnar hrundu saman og urðu að hvítu dvergunum, gætu gasrisar sem stóðu af sér hamfarirnar breytt brautum smástirna, ýtt þeim inn á við og komið þeim á brautir mjög nálægt stjörnunum [2].

„Við höfum fundið efnafræðileg sönnunargögn fyrir byggingagrefni bergreikistjarna,“ segir Farihi. „Þegar þessar stjörnur urðu til mynduðust reikistjörnur í kringum þær og sá möguleiki er enn fyrir hendi að þær séu enn á braut um stjörnurnar. Merki sem við sjáum um leifar berghnatta eru vísbendingar um þetta — að minnsta kosti er þarna berg úr sömu efnum og frumstæðustu berghnettirnir í sólkerfinu okkar.“

Fyrir utan að greina kísil í lofthjúpum stjarnanna fann Hubble líka merki um kolefni í litlu magni. Þetta er annað merki um að um leifar berghnatta sé að ræða. Þessi efnafræðilegu ummerki fundust með Cosmic Origins litrófsritanum í Hubble en hann getur gert nauðsynlegar litrófsmælingar í útfjölubláu ljósi sem ekki eru mögulegar með sjónaukum á Jörðinni.

„Þessi aðferð gerir okkur kleift að átta okkur á efnafræði fastra reikistjarna, nokkuð sem aðrar aðferðir til að leita að reikistjörnum bjóða ekki upp á,“ segir Farihi. „Út frá mældu hlutfalli kísils á móti kolefni í rannsókn okkar getum við, til dæmis, sagt í raun og veru að bergið líkist því bergi sem við sjáum á Jörðinni.“

Rannsóknin bendir ennfremur til þess að smástirni innan við 160 km í þvermál [3] hafi tæst í sundur vegna sterkra flóðkrafta frá hvítu dvergunum, áður en þau féllu að lokum inn í útbrunnu stjörnunnar [4].

Stjörnufræðingarnir hyggjast gera frekari mælingar á hvítum dvergum með sömu aðferð og freista þess að greina ekki aðeins efnasamsetningu bergsins heldur einnig móðurhnattanna. „Þessi aðferð gerir okkur kleift að mæla allt það sem alheimurinn er að bralla,“ segir Farihi. „Við höfum notað sólkerfið okkar sem nokkurs konar leiðarvísi en við vitum ekki hvernig aðstæðurnar eru annars staðar í alheiminum. Vonandi fæst ítarlegri mynd af þessari sögu með hjálp Hubble og litrófsrita hans en líka með 30 og 40 metra risasjónaukum framtíðarinnar.“

Skýringar

[1] „Menguðu“ hvítu dvergarnir tveir í Regnstirninu eru hluti af rannsókn á leifum reikistjarna í kringum meira en 100 hvíta dverga, undir forystu Boris Gänsicke við Warwick-háskóla í Bretlandi. Detlev Koester við Kielháskóla í Þýskalandi smíðaði tölvulíkön af lofthjúpum hvítra dverga sem nota má til að reikna út magn ýmissa efna í gögnum Hubbles sem rekja má til berghnatta.

[2] Það að sjá merki um smástirni bendir til þess að í sama kerfi sé góður möguleiki á reikistjörnum á stærð við Jörðina. Smástirni eru byggingareiningar stærri reikistjarna. Myndunarferli reikistjarna er afkastalítið og margfalt fleiri litlir hnettir verða til en stórir. Um leið og smástirni hafa myndast verða stærri hnettir oft til í kjölfarið.

[3] Hópurinn áætlaði stærð smástirnanna með því að mæla magn ryksins sem stjörnurnar gleypa. Magnið er um 10 milljón grömm á sekúndu sem samsvarar straumhraða lítillar ár. Gögnin voru síðan borin saman við mælingar á efni sem féll á aðra hvíta dverga.

[4] Rannsóknin á Regnstirninu veitir okkur innsýn í það sem mun gerast í sólkerfinu okkar þegar sólin okkar brennur út eftir rúma fimm milljarða ára.

Tenglar

Tengiliður

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Sími: 896-1984
Tölvupóstur: saevar@stjornuskodun.is

Tengdar myndir

  • hvítur dvergur, rykhringur, smástirniÞessi teikning sýnir þunna skífu úr bergi sem fannst í kringum tvo hvíta dverga í stjörnuþyrpingunni Regnstirninu. Talið er að smástirni hafi tæst í sundur vegna flóðkrafta frá stjörnunni og fallið inn í þær. Mynd: NASA, ESA, STScI og G. Bacon (STScI)
  • Regnstirnið, hvítir dvergarHér sést stjörnuþyrpingin Regnstirnið í stjörnumerkinu Nautinu. Búið er að merkja inn staðsetningu hvítu dverganna sem rannsakaðir voru. Þeir kallast WD 0421+162 og WD 0431+126. Mynd: NASA, ESA, STScI, and Z. Levay (STScI)