Söndersliten planet kretsar runt döende stjärna

En ny studie, som nu publiceras i Science, lägger fram bevis för att forskare har hittat en liten himlakropp, en så kallad planetesimal, runt en vit dvärg drygt 400 ljusår från Jorden. Planetesimaler består av sten eller is, som asteroider eller kometer, och är allt från några kilometer till några tiotals mil i storlek. De kan antingen utgör byggstenar till kommande planetbildning eller vara rester av en tidigare planet som slitits sönder eller kolliderat.

– Detta är den andra kända planetesimalen som vi vet cirkulerar runt en vit dvärg, säger Alexander Mustill, astronomiforskare vid Lunds universitet och en av författarna till studien.

Fortsätter kretsa kring den vita dvärgen

Just det faktum att det nyupptäckta planetfragmentet kretsar kring en vit dvärg är intressant för forskarna eftersom det kan bidra till ökad kunskap om äldre solsystem. När bränslet i en stjärna tar slut omvandlas stjärnan till en vit dvärg, och vad händer då med planeter runt denna sol i de fall sådana finns? Enligt teoretiska beräkningar som astronomer tidigare har gjort skulle planeter i ett sådant solsystem mycket väl kunna fortsätta existera och kretsa vidare i sin omloppsbana runt den vita dvärgen, beroende på förutsättningarna.

I forskarvärlden är det därför värdefullt att rikta blickarna mot universums vita dvärgar för att leta konkreta spår efter den här typen av händelseförlopp, det vill säga för att ta reda på hur det går för de kretsande planeterna när deras stjärna omvandlas till en vit dvärg. Vår egen stjärna, solen, kommer för övrigt att gå just detta öde till mötes i framtiden, alltså bli en vit dvärg – lyckligtvis i en tämligen avlägsen framtid, om cirka sex miljarder år.

Väldigt hög densitet

Den nyupptäckta planetesimalen har enligt observationerna en omloppstid på bara två timmar, vilket innebär att den cirkulerar väldigt nära sin vita dvärg. Detta vittnar om att det lilla planetfragmentet måste ha en väldigt hög densitet, det vill säga att den består av mycket kompakt material. Annars skulle den inte kunna cirkulera så nära den vita dvärgen utan skulle istället slitas sönder av den slocknande stjärnans enorma gravitation.

– Troligtvis består den här planetesimalen främst av järn, säger Melvyn Davies, astronomiprofessor vid Lunds universitet och medförfattare till studien.

Fragment från större planet

Resultaten från den aktuella studien överraskar forskarna. Den extremt korta omloppstiden, den höga densiteten och det förmodade höga järninnehållet väcker många frågor.

Varför innehåller den observerade planetesimalen inte andra material, likt många av planeterna och asteroiderna i vårt eget solsystem? Varför påminner den i sin sammansättning om jordens järnkärna? Kan den vara ett fragment från en större planet som slitits isär av sin vita dvärg? Forskarna bedömer att så är fallet.

– På samma sätt som arkeologer kan lära sig om historien genom att gräva i marken kan vi astronomer lära oss om planeter runt döda stjärnor genom att studera planetesimaler som kretsar kring de vita dvärgarna, säger Alexander Mustill.

Den aktuella studien har gjorts i samarbete med ett stort antal forskare i flera länder. Observationsarbetet har utförts på Gran Telescopio Canarias på ön La Palma.

Studien:

A planetesimal orbiting within the debris disc around a white dwarf star

Kontakt:

Alexander Mustill, forskare  vid Institutionen för astronomi och teoretisk fysik, Lunds universitet,  alexander.mustill@astro.lu.se