Det äldsta solsystemet i Vintergatan?

 

Astronomer  under ledning från University of Warwick har identifierat den troligen äldsta stjärnan i vår galax vilket innebär att den har ett av de äldsta steniga och isiga planetsystemen som upptäckts i Vintergatan. Deras resultat publicerades den 5 november i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Astronomerna drar här  slutsatsen att denna vita dvärgstjärna som finns 90 ljusår från jorden liksom  dess planetsystem är över tio miljarder år gammalt.

Ödet för de flesta stjärnor, inklusive de som vår sol är att bli en vit dvärg. En vit dvärg är en stjärna som har bränt upp allt sitt bränsle och kastat sina yttre lager och nu genomgår en process av krympning och kylning. Under denna process kommer alla kretsande planeter att störas och i vissa fall förstöras. De planeter som funnits i området där stjärnan utvidgade sig till en röd jätte innan den krympte ihop finns nu bara som stenbumlingar. Detta dras över tid ner mot den nu vita dvärgstjärnan.

För denna studie undersökte astronomerna under ledning av University of Warwick två ovanliga vita dvärgstjärnor som upptäckts av rymdobservatoriet GAIA vid European Space Agency. Båda stjärnorna är förorenade av planetariskt skräp där en av dem nu ser ovanligt blå ut medan den andra är den svagaste skinande och rödaste som hittills hittats i det lokala galaktiska grannskapet - teamet utsatte båda för ytterligare analys. 

Med hjälp av spektroskopiska och fotometriska data från GAIA, Dark Energy Survey och X-Shooter-instrumentet vid Europeiska sydobservatoriet  fann astronomerna att den "röda" stjärnan WDJ2147-4035 är cirka 10,7 miljarder år gammal.

Spektroskopi innebär att man analyserar ljuset från en stjärna vid olika våglängder och då kan upptäcka när grundämnen i stjärnans atmosfär absorberar ljus i olika färger och det hjälper till att avgöra vilka grundämnen här finns och hur mycket som finns. Genom att analysera spektrumet från WDJ2147-4035 fann teamet närvaron av metallerna natrium, litium, kalium och preliminärt detekterat kol har samlats på stjärnans yta - vilket gör den till den äldsta metallförorenade  vita dvärg som hittills upptäckts.

Den andra den "blå" stjärnanWDJ1922+0233 är något yngre än WDJ2147-4035 och har förorenats av planetariskt skräp med liknande sammansättning som jordens kontinentalskorpa. Vetenskapsteamet drog slutsatsen att den blå färgen på WDJ1922+0233  trots sin svala yttemperatur orsakas av dess ovanliga blandning av helium-väteatmosfär. Blå stjärnor är annars de hetaste stjärnorna därute (min anm,)

Skräpet som finns i den nästan rena helium- och höggravitationsatmosfären hos den röda stjärnan WDJ2147-4035 kommer från ett gammalt planetsystem som överlevde stjärnans utveckling till en vit dvärg, vilket fick astronomerna att dra slutsatsen att detta är det äldsta planetsystemet runt en vit dvärg som upptäckts i Vintergatan. Ev finns någon planet kvar som ej påverkades då stjärnan svällde ut enligt mig.

Huvudförfattaren Abbigail Elms, doktorand vid University of Warwick Department of Physics, säger i ett uttalande: "Dessa metallförorenade stjärnor visar att jorden inte är unik det finns andra planetsystem där ute med planetkroppar som liknar jorden. 97 % av alla stjärnor kommer att sluta som en vit dvärg.

– Vi hittar här de äldsta stjärnresterna i Vintergatan som är förorenade av en gång jordliknande planeter. Det är fantastiskt att tänka på att detta hände på skalan av tio miljarder år, och att dessa planeter utplånades långt innan jorden ens bildades. En annan tanke är om det en gång fanns liv på dessa nu förstörda planeter (min anm.)

Astronomer kan också använda stjärnans spektra för att bestämma hur snabbt dessa metaller sjunker in i stjärnans kärna, vilket gör att de kan se tillbaka i tiden och bestämma hur riklig var och en av dessa metaller var i den ursprungliga planetkroppen. Genom att jämföra detta överflöd med astronomiska kroppar och planetmaterial som finns i vårt eget solsystem kan vi gissa hur dessa planeter skulle ha sett ut innan stjärnan dog och blev en vit dvärg – men i fallet med WDJ2147-4035 har det visat sig vara svårt.

Abbigail förklarar: "Den röda stjärnan WDJ2147-4035 är ett mysterium eftersom det ackumulerade planetskräpet till stor är  litium- och kaliumrikt och vilket är olikt allt som är känt från vårt eget solsystem. Detta är en mycket intressant vit dvärg eftersom dess ytbeläggningstemperatur, metallerna som förorenar den, dess ålder och det faktum att den är magnetisk gör den extremt sällsynt.

Professor Pier-Emmanuel Tremblay vid institutionen för fysik vid University of Warwick: "När dessa gamla stjärnor bildades för mer än 10 miljarder år sedan var universum mindre metallrikt än det är nu eftersom metaller bildas i utvecklade stjärnor och gigantiska stjärnexplosioner (supernovor). De två observerade vita dvärgarna ger en inblick i planetbildning i en metallfattig och gasrik miljö som skilde sig från förhållandena när solsystemet bildades.

‘Spectral analysis of ultra-cool white dwarfs polluted by planetary debris’ publicerades i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Forskningen fick finansiering från Europeiska forskningsrådet inom ramen för Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020, Leverhulme Trust Grant och det brittiska STFC-konsoliderade bidraget.

Bilden visar en konstnärs intryck av de gamla vita dvärgarna WDJ2147-4035 och WDJ1922+0233 omgivna av planetskräp i omloppsbana, som kommer att samlas på stjärnorna och förorena deras atmosfärer. WDJ2147-4035 är extremt röd och svag, medan WDJ1922+0233 är ovanligt blå. Upphovsman: University of Warwick / Dr Mark Garlick