Kőzettörmeléket találtak egy kettős csillagrendszerben

Egy, az erős fényű csillagától nagy távolságra keringő sötét barna törpe művészi ábrája

Egy fehér és egy barna törpecsillag körüli kettős csillagrendszerben kőzettörmelékre utaló nyomokra bukkantak csillagászok a Földtől mintegy ezer fényévnyi távolságra.

Ez az első bizonyíték, hogy kettős rendszerekben is lehetnek kőzetbolygók

A felfedezés az első bizonyítéka annak, hogy a kettős csillagrendszerekben is lehetnek kőzetbolygók. Jay Farihi, a londoni University College kutatója és munkatársai megfigyeléseik eredményét a Nature Astronomy című szaklapban mutatták be.

Az SDSS-1557kettős rendszere egy forró fehértörpéből, és egy halvány, alig 60 Jupiter tömegnek megfelelő méretű barna törpéből áll Forrás: Phys.org

"Egy kőzetbolygó kialakulása két nap körül meglehetősen problematikus, a két csillag gravitációs ereje ugyanis nagy vonzó és taszító erőt képez, a kőzet és porrészecskéket pedig megakadályozza abban, hogy kifejlett bolygóvá álljanak össze" - fejtette ki Farihi az egyetem közleményében.

A kutatók a felfedezést a Csillagok háborúja elhíresült Tatooine bolygólyához hasonlították Forrás: The Kobal Collection

Az eddig ismert kettős csillagrendszerek körül csak a Jupiterhez hasonló gázóriásokat figyeltek meg,

amelyek rendszerük külső zónájában alakultak ki.

Csillagok háborúja: a fehér és barna törpe keringője

A kutatók felfedezésüket a Csillagok háborúja című film Tatuin nevű képzeletbeli bolygójához, Luke Skywalker homokkal borított szülőhazájához hasonlítják, de a különbségekre is felhívták a figyelmet. A szakértők kiemelték: nem bolygót találtak, csak záporozó anyagra utaló jeleket, az anyag összetétele aszteroidára és hasonló kőzetdarabokra utal.

A SDSS-1557 rendszerben sikerült olyan nagy mennyiségű kőzettörmeléket kimutatni, amely a kutatók feltételezése szerint elegendő lesz kőzetbolygó kialakulásához Forrás:Inverse

Farihi és csapata egy úgynevezett fehér törpét, egy kiégett csillag megmaradt magját vizsgálta. Közben derült ki, hogy az SDSS 1557 katalógusszámmal rendelkező csillagmaradványt egy barna csillag kíséri.

A barna csillagok úgynevezett "nem sikerült" csillagok,

amelyek nem érik el az ahhoz szükséges tömeget, hogy belsejükben stabil hidrogén-hélium magfúzió jöjjön létre, és így valódi csillagokká váljanak.

A fehér törpék a csillagfejlődés utolsó fázisát jelentik forró és szupersűrű anyagból álló kistömegű csillagok Forrás: Astronomy Now

Az SDSS 1557-nek hatvanszor akkora a tömege, mint a Jupiternek. Ahhoz, hogy a stabil hidrogén-hélium fúzió létrejöjjön, a protocsillag magjában legalább 3 millió kelvin fokos hőmérséklet kialakulása és fennmaradása szükséges.

Ez az állapot pedig minimum a naptömeg 8%-át kitevő tömegnél jöhet csak létre.

( Ez nagyjából nyolcvan Jupiter tömegnek felel meg.) A barna csillagok vagy törpék tömege az óriásbolygók és a legkisebb csillagok tömege között helyezkedik el. Noha a hidrogén-hélium fúzió sohasem indulhat be a magjukban, csillagászati értelemben rövid, epizódszerű időre a lítium vagy deutérium fúzió viszont igen.

A barna törpék tömege túl kicsi ahhoz, hogy a magjukban létrejöhessen a hidrogén-hélium fúzió Forrás: All About Space Magazine

A barna törpék gyenge sugárzó energiáját a lassú gravitációs összehúzódásuk szolgáltatja.

Ezzel szemben a fehér törpe állapot a csillagfejlődés végső stádiumában akkor alakul ki,

amikor az anyacsillag élete alkonyán vörös óriássá fújódik fel, majd a gravitációs kollapszus (összeomlás) következtében forró és rendkívül sűrű anyagkoncentrációként létrejön a fehér törpe.

A fehér törpék között számos csillag csupán földméretű égitest Forrás: Ohio University

A fizikai kettős (vagy többes) csillagrendszerekben a rendszert alkotó csillagok egymáshoz képesti mozgásában a két vagy több komponens tömegvonzása a meghatározó. Korábban azt feltételezték, hogy az ilyen rendszerekben érvényesülő erős gravitációs perturbáció (zavaró hatás) miatt nem jöhetnek létre stabil kőzetbolygók.

Kőzetbolygók jövőbeli bölcsője lehet a kozmikus törmelék

A tudósok megfigyelték, ahogy legalább 100 milliárd tonna anyag hullik záporként a fehér törpére. A pontos elemzés kémiai elemek, szilícium és magnézium jeleit mutatta az anyagban - ezekből tevődnek össze a kőzetbolygók és az aszteroidák is.

A kőaszteroidák anyagát is nagyobbrészt szilícium és magnézium alapú ásványok alkotják Forrás: NASA

A regisztrált mennyiség tömege egy legalább négy kilométer átmérőjű aszteroidáénak felel meg. "Több ezer olyan kettős csillagrendszert ismerünk, mint az SDSS 1557, de ez az első alkalom, hogy aszteroidatörmeléket és - szennyeződést láttunk" - emelte ki Steven Parsons, a Sheffieldi Egyetem kutatója, a tanulmány társszerzője.

A Hattyú (Cygnus) csillagképben található Albireo kettőscsillag. Korábban azt feltételezték, hogy a kettős rendszerekben a gravitációs perturbáció miatt nem jöhetnek létre bolygók Forrás: Astronomy Now

"Az SDSS-1557-rendszerben felfedezett aszteroidatörmelék a kőzetbolygó-kialakulás egyértelmű jele. Ez segít megérteni, hogyan alakulhatnak ki kőzetbolygók kettős csillagrendszerekben" - tette hozzá Fahiri.