Pressemeddelelse

Første kæmpeplanet fundet i kredsløb om hvid dværg

ESO observationer tyder på, at den Neptun-lignende exoplanet er i færd med at fordampe

4. december 2019

Forskere har for første gang fundet indicier på en kæmpeplanet, som kredser om en hvid dværgstjerne. Det er sket med ESOs Very Large Teleskop. Planeten kredser så tæt om en varm hvid dværg, som er resten efter en sollignende stjerne, så planetatmosfæren trækkes væk og danner en skive af gasarter omkring stjernen. Det særlige system viser os, hvordan Solsystemet måske en gang i fremtiden kommer til at se ud.

 

"Det var en af de opdagelser, som dukker op helt tilfældigt," siger forskeren Boris Gänsicke fra University of Warwick i Storbrittannien. Han har ledet forskningsprojektet, som idag bliver publiceret i Nature. Forskerholdet har studeret omkring 7000 hvide dværge i det, som hedder Sloan Digital Sky Survey, og de har fundet een, som er helt anderledes end de andre. Ved at analysere svage ændringer i lyset fra stjernen, fandt de spor af kemiske stoffer i mængder, som forskere aldrig før har set i lyset fra en hvid dværg. "Vi vidste, at der må foregå et eller andet helt specielt i dette her system, og vi spekulerede over, om det måske havde at gøre med en eller anden form for planetrest," fortsætter Gänsicke.

For at få en bedre ide om denne usædvanlige stjernes egenskaber, analyserede holdet stjernen med instrumentet  X-shooter på ESOs Very Large Telescope i Chiles Atacamaørken. Stjernens navn er WDJ0914+1914. Disse opfølgende observationer bekræftede, at der findes hydrogen, oxygen og svovl ved den hvide dværg. Studier af de finere detaljer i spektrerne optaget med ESOs X-shooter viste for forskerne, at disse grundstoffer befinder sig i en gasskive, som hvirvler omkring og ind imod den hvide dværg, og ikke fra stjernen selv.

"Det tog nogle få ugers meget koncentreret tænkning, at finde ud af, at den eneste måde, som sådan en skive kan opstå på, er ved at en kæmpeplanet er i gang med at fordampe," siger Mathias Schreiber fra Universitetet i Valparaiso i Chile. Han har regnet på fortiden og fremtiden for systemet.

De mængder af hydrogen, oxygen og svovl, som er fundet, svarer til hvad der findes dybt nede i atmosfæren på kolde kæmpeplaneter som Neptun og Uranus. Hvis en sådan planet kredser tæt på en varm hvid dværg, vil den kraftige ultraviolette stråling fra stjernen strippe de ydre lag af planetatmosfæren væk, og noget af denne gas vil sprede sig ud i en skive, som så falder ind imod den hvide dværg.

Det er det, forskerne mener, de ser omkring WDJ0914+1914: den første planet, som er i færd med at fordampe i kredsløb om en hvid dværg.

Ved at kombinere observationer med teoretiske modeller, har forskerne fra Storbrittannien, Chile og Tyskland kunnet danne et klarere billede af dette enestående system. Den hvide dværg er lille, og meget varm, med en overfladetemperatur på 28 000°C (fem gange varmere end Solens overflade). Til forskel fra det, er planeten kold og stor - mindst dobbelt så stor som stjernen. Planeten kredser omkring stjernen på bare 10 dage, så den er meget tæt på, og de energirige fotoner kan langsomt blæse planetatmosfæren væk. Det meste af gassen slipper helt væk, men noget af det bliver trukket sammen til en skive, som så driver ind imod stjernen, og tilfører den 3000 tons stof per sekund. Det er denne skive, som gør, at tilstedeværelsen af den ellers usynlige planet af Neptun-typen er fundet.

"Det er første gang, vi kan måle hvor meget gas som for eksempel oxygen og svovl, der findes i skiven, og det giver os en antydning af, hvad exoplanetatmosfæren består af," siger Odette Toloza fra University of Warwick. Hun har udviklet en model for den skive, som kredser om den hvide dværg.

"Opdagelsen åbner også et nyt vindue for os, til at studere enden for et planetsystem," tilføjer Gänsicke.

Stjerner som for eksempel vores Sol omdanner hydrogen i deres indre i det meste af deres levetid. Når de løber tør for hydrogenbrændstof, puster de sig op, og bliver røde kæmpestjerner flere hundrede gange større, og så store, så de kan opsluge de nærmeste planeter. I tilfældet med Solsystemet kommer det til at ske for både Merkur, Venus og Jorden - de bliver alle ædt op af Solen i dens fase som rød kæmpe om omkring 5 milliarder år. I den sidste ende vil sollignende stjerner miste deres ydre lag, så der tilbage blot er en udbrændt kerne; en hvid dværg. Der kan stadig være planeter tilbage omkring sådan en stjernerest, og forskerne forventer, at der findes mange af den slags stjernesystemer i vores galakse. Imidlertid har forskerne ikke før nu fundet spor af en overlevende kæmpeplanet i kredsløb om en hvid dværg. Opdagelsen af en exoplanet omkring WDJ0914+1914 omkring 1500 lysår borte i stjernebilledet Krebsen er måske den første af mange.

Ifølge forskerne kredser den exoplanet, som nu er fundet ved hjælp af ESOs X-shooter, omkring den hvide dværg i en afstand af bare 10 millioner kilometer, 15 gange Solens radius, og det ville svare til, at den befandt sig dybt inde i den røde kæmpe. Den usædvanlige afstand tyder på, at planeten har flyttet sig tættere ind imod stjernen efter at stjernen er blevet til en hvid dværg. Astronomerne mener, at denne nye bane kan være resultatet af en vekselvirkning af tyngdekræfterne imellem andre planeter i systemet - hvilket så igen betyder, at der må være mere end een planet, som har overlevet værtsstjernens voldsomme forandringer.

"Indtil fornyligt har kun få astronomer spekuleret over, hvad der sker med planeter, som kredser omkring døende stjerner. Opdagelsen her af en planet, som kredser tæt omkring en udbrændt stjernerest viser at Universet igen og igen udfordrer os til at tænke i nye baner," slutter Gänsicke.

Mere information

 

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i tidsskriftet Nature.

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

ESO er Europas fremmeste fællesnationale astronomiorganisation og Verdens allermest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. Der er 16 medlemstater: Østrig, Belgien, Tjekkiet, Danmark, Frankrig, Finland, Tyskland, Irland, Italien, Nederlandene, Portugal, Polen, Spanien, Sverige, Schweiz og Storbrittannien. Desuden er Chile med som værtsnation og Australien som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som er focuseret på design, konstruktion og drift af vigtige jordbaserede observationsfaciliteter, som skal fremme og organisere samarbejde indenfor astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observationslokationer i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det førende Very Large Telescope Interferometer og to oversigtsteleskoper; VISTA, som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope, som indfanger synligt lys. På Paranal kommer ESO også til at drive Cherenkov Telescope Array South, som vil være Verdens største og mest følsomme gammastråleteleskop. ESO er også en vigtig partner i de to anlæg ALMA og APEX på Chajnantor. ALMA er Verdens største astronomiprojekt. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygger ESO for tiden teleskopet ELT – Extremely Large Telescope med en diameter på 39 meter. Det bliver omkring 2024  Verdens største “himmeløje”.

Links

 

• Forskningsartiklen
• Fotos af VLT

Kontakter

Ole J. Knudsen
ESON-Danmark, Stellar Astrophysics Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: 8715 5597
Mobil: 4059 4520
Email: eson-denmark@eso.org

Boris Gänsicke
University of Warwick
UK
Tel: +44 247 657 4741
Email: boris.gaensicke@warwick.ac.uk

Matthias Schreiber
Valparaiso University
Chile
Tel: +56 32 299 5518
Email: matthias.schreiber@uv.cl

Odette Toloza
University of Warwick
UK
Email: odette.toloza@warwick.ac.uk

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

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

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1919 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.