eso1919nb — Pressemelding

Første kjempeplanet funnet rundt en hvit dverg

ESO-observasjoner indikerer at den Neptun-lignende eksoplaneten fordamper

4. desember 2019

Forskere som bruker ESOs Very Large Telescope, har for første gang funnet bevis på en kjempeplanet som er assosiert med en hvit dvergstjerne. Planeten går i bane på nært hold rundt den varme hvite dvergen, som er restene etter en sollignende stjerne. Det får atmosfære til å bli strippet bort og danne en gasskive rundt stjernen. Dette unike systemet gir hint om hvordan vårt eget solsystem kan se ut i en fjern fremtid.

«Det var et av de tilfeldige funnene», sier forsker Boris Gänsicke, fra University of Warwick i Storbritannia, som ledet studien, publisert i dag i Nature. Teamet hadde inspisert rundt 7000 hvite dverger observert av Sloan Digital Sky Survey og funnet én som var ulik alle de andre. Ved å analysere subtile variasjoner i lyset fra stjernen fant de spor etter kjemiske grunnstoffer i mengder som forskere aldri før hadde observert rundt en hvit dverg. «Vi visste at det måtte være noe eksepsjonelt som skjer i dette systemet, og spekulerte i at det kan være relatert til en slags planetarisk rest.»

For å få et bedre inntrykk av egenskapene til denne uvanlige stjernen, kalt WDJ0914+1914, analyserte teamet den med X-shooter-instrumentet på ESOs Very Large Telescope i den chilenske Atacamaørkenen. Disse oppfølgingsobservasjonene bekreftet tilstedeværelsen av hydrogen, oksygen og svovel assosiert med den hvite dvergen. Ved å studere de fine detaljene i spektraene tatt av ESOs X-shooter, oppdaget teamet at disse grunnstoffene befant seg i en gasskive som virvlet inn mot den hvite dvergen og ikke kom fra stjernen selv.

«Det tok noen uker med veldig hard tenking å finne ut at den eneste måten å lage en slik skive er ved fordampningen av en kjempeplanet», sier Matthias Schreiber fra University of Valparaiso i Chile, som beregnet den tidligere og fremtidige utviklingen av dette systemet.

De påviste at mengden av hydrogen, oksygen og svovel ligner de som finnes i de dype atmosfæriske lagene til iskjemper som Neptun og Uranus. Hvis en slik planet gikk i bane rundt en varm, hvit dverg, ville den ekstreme ultrafiolette strålingen fra stjernen blåse vekk planetens ytre lag, og noe av denne strippede gassen ville virvle inn i en skive, og bli tiltrukket av den hvite dvergen. Dette er hva forskere tror de ser rundt WDJ0914+1914: den første fordampende planeten som går i bane rundt en hvit dverg.

Ved å kombinere observasjonsdata med teoretiske modeller klarte teamet av astronomer fra Storbritannia, Chile og Tyskland å tegne et tydeligere bilde av dette unike systemet. Den hvite dvergen er liten og ekstremt varm med en temperatur på 28 000 grader (fem ganger solas temperatur). Planeten er isete og minst dobbelt så stor som stjernen. Siden den går i bane rundt den varme hvite dvergen på nært hold – den fullfører et baneomløp på bare 10 dager – blir planetens atmosfære gradvis blåst vekk av høyenergifotonene fra stjernen. Det meste av gassen forsvinner, men noe blir trukket inn i en skive som virvler inn mot stjernen med en hastighet på 3000 tonn per sekund. Det er denne skiven som synliggjør den ellers skjulte Neptun-lignende planeten.

«Dette er første gang vi kan måle mengden av gasser som oksygen og svovel i skiven, noe som gir ledetråder for sammensetningen av atmosfærene til eksoplaneter», sier Odette Toloza fra University of Warwick, som utviklet en modell for gasskiven som omgir den hvite dvergen.

«Oppdagelsen åpner også et nytt vindu mot den endelige skjebnen til planetsystemer», legger Gänsicke til.

Stjerner som vår sol brenner hydrogen i kjernene sine det meste av livet. Når de har gått tom for dette drivstoffet, blåser de seg opp til å bli røde kjempestjerner. Da blir det hundrevis av ganger større og sluker opp planeter i nærheten. Når det gjelder solsystemet vårt, vil dette omfatte Merkur, Venus, og til og med jorda, som alle vil bli fortært av den røde kjempe-sola om omtrent fem milliarder år. 

Etter hvert mister sollignende stjerner sine ytre lag og etterlater bare en utbrent kjerne, en hvit dverg. Slike stjernester kan fremdeles ha planeter rundt seg, og mange av disse systemene antas å eksistere i galaksen vår. Frem til nå hadde imidlertid forskere aldri funnet bevis på en overlevende kjempeplanet rundt en hvit dverg. Oppdagelsen av en eksoplanet i bane rundt WDJ0914+1914, som ligger omtrent 1500 lysår unna oss i stjernebildet Krepsen, kan være den første av mange som kretser rundt slike stjerner.

I følge forskerne, går eksoplaneten som nå er funnet med hjelp av ESOs X-shooter, rundt den hvite dvergen i en avstand på bare 10 millioner kilometer, eller 15 ganger solas radius, som ville ha vært dypt inne i den røde kjempen. Planetens uvanlige beliggenhet innebærer at planeten på et tidspunkt etter at stjernen ble en hvit dverg, flyttet seg nærmere den. Astronomene tror at denne nye banen kan være et resultat av gravitasjonsinteraksjoner med andre planeter i systemet, noe som betyr at mer enn én planet kan ha overlevd den voldelige overgangen som stjernen har vært igjennom.

«Inntil nylig var det veldig få astronomer som grublet over skjebnen til planeter som kretser rundt døende stjerner. Denne oppdagelsen av en planet som kretser tett rundt en utbrent stjernekjerne, viser at universet gang på gang utfordrer våre etablerte ideer», avslutter Gänsicke.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i tidsskriftet Nature.

Teamet bestod av Boris Gänsicke (Department of Physics & Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Storbritannia), Matthias Schreiber (Institute of Physics and Astronomy, Millennium Nucleus for Planet Formation, Valparaiso University, Chile), Odette Toloza (Department of Physics, University of Warwick, Storbritannia), Nicola Gentile Fusillo (Department of Physics, University of Warwick, Storbritannia), Detlev Koester (Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Kiel, Tyskland), og Christopher Manser (Department of Physics, University of Warwick, Storbritannia).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Boris Gänsicke
University of Warwick
UK
Tlf.: +44 247 657 4741
E-post: boris.gaensicke@warwick.ac.uk

Matthias Schreiber
Valparaiso University
Chile
Tlf.: +56 32 299 5518
E-post: matthias.schreiber@uv.cl

Odette Toloza
University of Warwick
UK
E-post: odette.toloza@warwick.ac.uk

Nicola Gentile Fusillo (study co-author)
European Southern Observatory and University of Warwick
Germany
Tlf.: +49 8932 0067 50
Mob.: +44 7476 9595 49
E-post: ngentile@eso.org

Christopher Manser (study co-author)
University of Warwick
UK
Tlf.: +44 7516 8167 53
E-post: c.manser@warwick.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 241 664 00
E-post: pio@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1919 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1919nb
Navn:WDJ0914+1914
Type:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Instruments:X-shooter
Science data:2019Natur.576...61G

Bilder

Kunstnerisk fremstilling av WDJ0914+1914-systemet
Kunstnerisk fremstilling av WDJ0914+1914-systemet
Posisjonen til WDJ0914+1914 i stjernebildet Krepsen
Posisjonen til WDJ0914+1914 i stjernebildet Krepsen

Videoer

ESOcast 212 Light: Første kjempeplanet funnet rundt en hvit dverg
ESOcast 212 Light: Første kjempeplanet funnet rundt en hvit dverg
Kunstnerisk animasjon av WDJ0914+1914-systemet
Kunstnerisk animasjon av WDJ0914+1914-systemet
Kunstnerisk animasjon av sola som blir til en rød kjempe
Kunstnerisk animasjon av sola som blir til en rød kjempe

Se også