Wanneer een ster zoals onze zon het einde van zijn bestaan bereikt, kan hij de hem omringende planeten en planetoïden opslokken. Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili hebben onderzoekers nu voor het eerst een duidelijk spoor van dit proces ontdekt: een litteken dat op het oppervlak van een witte dwergster is achtergelaten. Dit resultaat is vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.
‘Het is algemeen bekend dat sommige witte dwergen – de langzaam afkoelende restanten van sterren zoals onze zon – delen van hun planetenstelsels opeten. We hebben nu ontdekt dat het magnetische veld van de ster daarbij een cruciale rol speelt, wat resulteert in een litteken op het oppervlak van de witte dwerg,’ zegt Stefano Bagnulo, astronoom aan Armagh Observatory and Planetarium in Noord-Ierland (VK) en hoofdauteur van het onderzoek.
Het litteken dat het team heeft waargenomen is een concentratie van metalen op het oppervlak van de witte dwerg WD 0816-310 – het overblijfsel ter grootte van de aarde van een ster die op onze zon leek, maar iets groter was. ‘We hebben aangetoond dat deze metalen afkomstig zijn van een planetair brokstuk dat minstens zo groot was als Vesta, die met een middellijn van ongeveer 500 kilometer de op één na grootste planetoïde van ons zonnestelsel is,’ zegt Jay Farihi, hoogleraar aan het University College London (VK) en medeauteur van het onderzoek.
De waarnemingen hebben ook aanwijzingen opgeleverd over hoe de ster aan zijn metalen litteken komt. Het team stelde vast dat de sterkte van de metaaldetectie tijdens de draaiing van de ster variaties vertoonde. Dit suggereerde dat de metalen zich hebben opgehoopt op een specifiek deel van het oppervlak van de witte dwerg, in plaats van gelijkmatig over diens oppervlak te zijn verdeeld. De onderzoekers ontdekten ook dat deze variaties synchroon liepen met veranderingen in het magnetische veld van de witte dwerg, wat erop wijst dat het metalen litteken zich bij een van zijn magnetische polen bevindt. Bij elkaar duiden deze aanwijzingen erop dat het magnetische veld metalen naar de ster toe heeft gesluisd, en zo het litteken heeft veroorzaakt [1].
‘Verrassend genoeg was het materiaal niet gelijkmatig over het oppervlak van de ster verdeeld, zoals de theorie voorspelde. In plaats daarvan is een opeenhoping van planetair materiaal ontstaan, die op zijn plaats wordt gehouden door hetzelfde magnetische veld dat de neerstortende brokstukken naar het steroppervlak heeft geleid,’ zegt medeauteur John Landstreet, hoogleraar aan de Western University in Canada, die tevens verbonden is aan het Armagh Observatory and Planetarium. ‘Zoiets is nog nooit eerder gezien.’
Om tot deze conclusies te komen, heeft het team gebruik gemaakt van FORS2, een veelzijdig instrument van de VLT waarmee ze het metalen litteken konden detecteren en in verband konden brengen met het magnetische veld van de ster. ‘ESO beschikt over de unieke combinatie van middelen die nodig zijn voor het waarnemen van witte dwergen en het nauwkeurig meten van hun magnetische velden,’ aldus Bagnulo. Bij het onderzoek heeft het team tevens gebruik gemaakt van archiefgegevens van het X-shooter-instrument van de VLT om hun bevindingen te bevestigen.
Met behulp van waarnemingen als deze kunnen astronomen de globale samenstelling van exoplaneten vaststellen – planeten die om sterren buiten het zonnestelsel draaien. Dit unieke onderzoek laat bovendien zien dat planetenstelsels dynamisch actief kunnen blijven: zelfs na hun ‘dood’.
Noten
[1] Astronomen hebben eerder al veel witte dwergen waargenomen die vervuild waren met metalen die over het oppervlak van de ster waren verspreid. Het is bekend dat deze metalen afkomstig zijn van verwoeste planeten of planetoïden die te dicht bij de ster kwamen en daarbij banen volgden die op die van de kometen in ons zonnestelsel lijken. In het geval van WD 0816-310 is het team er echter van overtuigd dat verdampt materiaal werd geïoniseerd en naar de magnetische polen werd geleid door het magnetische veld van de witte dwerg. Dit proces vertoont overeenkomsten met de manier waarop het poollicht op aarde en Jupiter ontstaat.
Bron: ESO
