Tworzenie pyłu w ewoluujących układach egzoplanetarnych

Zmienność gwiazd dawno pozwoliła spojrzeć na ich fizyczne właściwości. Na przykład gwiazda Mira (Omikron Ceti), została tak nazwana w 1596 roku przez holenderskich astronomów, którzy byli zdumieni jej cudownym pojaśnianiem z powodu tego, o czym dzisiaj wiemy, że jest okresową zmianą jej wielkości i temperatury. O wiele mniej dynamiczna zmienność może być również uzyskana, gdy gwiazda posiada dysk pyłowy, który czasem blokuje część światła, gdy jest ona obserwowana z Ziemi. Mniejsze i słabsze gwiazdy są zwykle niedostępne do badań nad ich zmiennością, ale czasem ich dyski (jeżeli takowe posiadają) mogą generować wystarczającą ilość gruzu, aby wpłynąć na wykrywalne zmiany w świetle gwiazd. Dla astronomów zainteresowanych tym, jak z dysków pyłowych wokół gwiazd wszystkich typów powstały planety, te mniejsze układy mogą potencjalnie ograniczać większy obraz powstawania planet i ewolucji, zwłaszcza jeżeli sygnalizują one jakieś dramatyczne zdarzenia lub ważną fazę ewolucji, taką jak faza Wielkiego Bombardowania w początkowej historii Układu Słonecznego. Niektóre zmiany w dyskach egzoplanetarnych zostały już zauważone. Dzięki zmienności w widmie optycznym i ultrafioletowym gwiazd oraz nieregularnemu pociemnianiu światła gwiazd, wiadomo na przykład, że komety występują w garstce układów egzoplanetarnych.

Biały karzeł jest ewolucyjnym produktem końcowym gwiazd takich, jak Słońce, które za kolejne 7 mld lat nie będzie w stanie podtrzymywać spalania paliwa jądrowego. Zmniejszy się do ułamka swojego promienia, mając masę połowy tej, jaką ma obecnie i stanie się białym karłem. Obiekty takie są powszechne, a najmniejszy z nich jest towarzyszem najjaśniejszej gwiazdy nocnego nieba – Syriusza. Astronom CfA, Scott Kenyon, był częścią zespołu, który badał białego karła GD56 przez 11,2 roku i zaobserwował, że wzrost i spadek jego blasku o około 20% zgadza się z wytwarzaniem pyłu lub zmniejszeniem jego dysku. Zespół wykorzystał kamerę IRAC na teleskopie Spitzera, misję WISE oraz obserwacje z naziemnych teleskopów UKIRT i Keck, aby scharakteryzować te wahania. Okazało się, że nie wykazuje on zmiany barwy, co oznacza, że cały pył został zniszczony albo utworzony w tej samej temperaturze, w związku z czym prawdopodobnie znajduje się w tej samej odległości od gwiazdy. Naukowcy stawiają hipotezę, że przyciąganie grawitacyjne lub szlifowanie zderzeniowe pomiędzy cząsteczkami w dysku jest odpowiedzialne kolejno za zmniejszenie lub zwiększenie w obszarze dysku pyłowego, a zatem i w zmieniającym się pociemnieniu. Tego typu aktywność dysku jest powszechna wśród dysków wokół młodych gwiazd, jednak nie spodziewano się tego przy starszych gwiazdach, takich jak ten biały karzeł. Autorzy podsumowują, zauważając, że aktywne przetwarzanie pyłu, takiego jak występujące tutaj, może spowodować, że materia opadnie na gwiazdę i zostanie wykryta w zwiększonych ilościach pierwiastków w widmach gwiazdowych.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
CfA

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.