Güneşimiz gibi yıldızlar hidrojen yakıtlarını tükettiğinde, Kırmızı Dev Dal (RGB) fazı olarak bilinen şeylere girerler. Bu, yıldızın orijinal boyutunun birkaç katına genişleyen, daha sonra dış katmanlarını döktükleri ve kompakt beyaz cüceler oldukları ile karakterizedir. Önümüzdeki birkaç milyar yıl boyunca, bu yıldızların yerçekimlerinden etkilenecek kadar yakın nesneleri ve toz halkalarını yavaşça tüketeceğine inanılıyor.
Bununla birlikte, Melina Thévenot adında bir vatandaş bilim adamı, beyaz cüce sistemini gözlemlerken şaşırtıcı bir keşif yaptı. Geniş alan Kızılötesi Anket Explorer (WISE) görevinden elde edilen verilere dayanarak, bu yıldız milyarlarca yıldır beyaz bir cüce oldu, ancak hala etrafında birden fazla toz halkası var. LSPM J0207 + 3331 (veya J0207) olarak bilinen bu keşif, araştırmacıları gezegen sistemleri modellerini yeniden düşünmeye zorlayabilir.
Keşif, Marc Kuchner (NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezinde astrofizikçi) liderliğindeki bir proje olan Backyard Worlds: Planet 9 aracılığıyla yapıldı. Oğlak takımyıldızında yaklaşık 145 ışıkyılı uzaklıkta bulunan gökbilimciler, J0207'nin birden fazla toz halkalı beyaz bir cücenin ilk bilinen örneği olabileceğinden şüpheleniyor.
Keşif aynı zamanda yakın zamanda yayınlanan bir çalışmanın konusu oldu Astrofizik Dergisi (“Arka Bahçe Dünyalarında Keşfedilen Sıcak Tozlu 3 Gyr Beyaz Cüce: Planet 9 Vatandaş Bilim Projesi”). Son bir NASA basın bülteninde Baltimore Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü'nde bir gökbilimci ve makalenin baş yazarı John Debes'ın açıkladığı gibi:
“Bu beyaz cüce o kadar eskidir ki, halkalarına malzeme besleyen her işlem milyar yıllık zaman ölçeklerinde işlemelidir. Bilim adamlarının beyaz cücelerin etrafındaki halkaları açıklamak için yarattığı modellerin çoğu sadece 100 milyon yıla kadar iyi çalışıyor, bu yüzden bu yıldız gezegen sistemlerinin nasıl geliştiğine dair varsayımlarımıza gerçekten meydan okuyor. ”
Yıldız, güçlü bir kızılötesi sinyal alan NASA'nın Geniş alan Kızılötesi Anket Explorer (WISE) misyonu tarafından tespit edildi ve tozun varlığına işaret etti. Beyaz cüce yıldızların zaman içinde soğuma hızına göre, Debes ekibi yüzey sıcaklıklarından hesapladı - 5.800'ün biraz üzerinde° C (10.500° F) - J0207'nin yaklaşık 3 milyar yıldır beyaz cüce aşamasında olduğu.
Bu yeni bulgular, gökbilimcilerin yıldız sistemlerinin evrimi hakkında bir süredir şüphelendikleriyle çelişiyor. Geçmişte, gökbilimciler, bir yıldızın RGB evresinde hayatta kalan gezegenlerin ve asteroitlerin, beyaz cüce evresine girdikten sonra nasıl daha uzaklaştıklarını gözlemlediler. Bunun nedeni, yıldızın kütlesinin çoğunu ve dolayısıyla çevredeki nesneler üzerindeki yerçekimi etkisini kaybetmesidir.
Gökbilimciler Güneş Sistemimize yaklaşık 5 milyar yıl içinde ne olacağını öngörüyorlar. Venüs, Merkür ve Dünya'yı kapsayacak şekilde genişledikten sonra Güneşimiz dış katmanlarını kaybedecek ve beyaz bir cüce olacak. Bu noktada, geri kalan gezegenlerin ve nesnelerin (muhtemelen Ana Asteroit Kemerini, gaz devlerini ve Kuiper Kemerini içerecek) hepsi dışarı doğru sürüklenecektir.
Bununla birlikte, vakaların% 1-4'ünde, beyaz cüceler toz diskleri veya halkaları ile çevrili olduklarını gösteren kızılötesi emisyonlar göstermiştir. Bilim adamları bunun asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların yerinden edilmiş gezegenlerle yerçekimi etkileşimi yoluyla kemerlerinden atılmasının ve yıldıza gönderilmesinin sonucu olabileceğini teorize ediyorlar. Bu cisimler beyaz cüceye yaklaştıkça, yıldızın güçlü yerçekiminin neden olduğu gelgit bozulmasıyla parçalanırlar.
Elde edilen döküntüler daha sonra yavaşça içeriye giren ve yıldızın yüzeyine biriken tozlu bir halka oluşturur. Bununla birlikte, önceki tüm durumlarda, sadece bir milyar yıllık beyaz cücelerin çevresinde toz diskleri ve halkaları gözlemlenmiştir. Bu, eski beyaz cücelerin asteroit tedarikini ve sonuçta ortaya çıkan toz halkalarını etkili bir şekilde tükettiği düşüncesi ile tutarlı görünüyordu.
Bu son keşif, J0207'yi, şimdiye kadar gözlemlenen tozlu en eski ve en soğuk beyaz cüce yapar. J0207’nin kızılötesi sinyallerini ilk fark ettiğinde Melina Thévenot bunun kötü veri olduğunu düşündü. O zamanlar Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia kızıl ötesi emisyonlarının ötesinde zorlukla tespit edilebilen kahverengi cüceler için görev arşivleri.
WISE kızılötesi verilerine baktıktan sonra, kahverengi bir cüce olmanın çok parlak ve uzak olduğunu fark etti. Thévenot bu bulguları Backyard Worlds: Planet 9 ekibine aktardı ve ardından Hawaii'deki W. M. Keck Gözlemevi'nden izleme gözlemleri aldı. Thévenot'un açıkladığı gibi:
“Bu araştırmanın gerçekten motive edici bir yönü. Araştırmacılar, keşfettikleri dünyalara bakmak için teleskoplarını hareket ettirecekler. Bununla birlikte, özellikle hoşlandığım şey, muhteşem araştırma ekibi ile etkileşim. Herkes çok kibar ve her zaman keşiflerimizden en iyi şekilde yararlanmaya çalışıyorlar. ”
Dahası, Debes ve meslektaşları J0207'nin bile bir halka sistemine sahip olabileceğinden şüpheleniyor. Çalışmalarında bunun iki ayrı bileşenden oluşacağını ileri sürüyorlar: beyaz cücenin yerçekiminin asteroitleri parçaladığı ince bir dış halka ve yıldıza daha yakın bir halka. Bu yeni gözlemler, gökbilimcileri gezegen sistemlerinin nasıl evrimleştiklerine dair modellerini yeniden gözden geçirmeye zorlayacak gibi görünüyor.
Kuchner, “Backyard Worlds: Planet 9'u çoğunlukla Güneş Sisteminde kahverengi cüceler ve yeni gezegenler aramak için inşa ettik” dedi. “Ancak vatandaş bilim insanlarıyla çalışmak her zaman sürprizlere yol açar. Oburlar - proje sadece ikinci doğum gününü kutladı ve 1000'den fazla olası kahverengi cüceyi keşfettiler. Artık web sitesini iki kat daha fazla WISE verisiyle yeniden başlattığımıza göre, daha da heyecan verici keşifler bekliyoruz. ”
Gezegensel sistemin zaman içinde nasıl geliştiğine dair bir yeniden düşünmeye zorlamanın yanı sıra, bu araştırma kendi Güneş Sistemimizin geleceği hakkında ipuçları sağlayabilir. Güneşimiz beyaz bir cüce olduktan sonra, önümüzdeki birkaç milyar yılı hayatta kalan gaz devleri tarafından kemerlerinden atılan asteroitleri ve KBO'ları tüketmek muhtemeldir. Bu son araştırmaya göre, birkaç milyar yıl sonra bir toz halkası da olabilir.
Ve bu keşif gökbilimciler için bir nimet olsa da, bilimsel organizasyonlar ve vatandaş bilim adamları arasındaki işbirlikleri sayesinde neyin mümkün olduğunu da gösteriyor. Güneşdışı gezegen araştırmaları ve ileri astronomi çağında, büyük veri hacmi bu tür işbirliklerini sadece gerekli değil, aynı zamanda yüksek kazançlı hale getiriyor.
