Astronomen hebben een zeldzaam, oud planetenstelsel ontdekt dat nog steeds actief wordt opgegeten door zijn centrale witte dwergster, LSPM J0207+3331, die zich op 145 lichtjaar van de aarde bevindt. Dit stelsel herbergt de oudste en meest metaalrijke puinschijf die ooit rond een waterstofrijke witte dwerg is waargenomen, wat nieuwe vragen oproept over de stabiliteit op langetermijn van planetenstelsels miljarden jaren na de dood van sterren.
Spectroscopische gegevens verkregen met de W.M. Keck-sterrenwacht op Mauna Kea op Hawaï onthulden dat de atmosfeer van de witte dwerg vervuild is met 13 chemische elementen. Dit wijst op een rotsachtig lichaam van minstens 200 kilometer breed dat door de zwaartekracht van de ster uit elkaar is gescheurd. "De hoeveelheid rotsachtig materiaal is ongewoon hoog voor een witte dwerg van deze leeftijd", aldus één van de onderzoekers.
Waterstofrijke atmosferen rond witte dwergen maskeren dergelijke kenmerken doorgaans, wat deze detectie bijzonder belangrijk maakt. Bij deze ster is klaarblijkelijk nog steeds een reservoir aan materiaal dat de witte dwerg kan vervuilen, zelfs na miljarden jaren.
Bijna de helft van alle vervuilde witte dwergen vertoont tekenen van accretie van zware elementen, wat erop wijst dat hun planetenstelsels dynamisch verstoord zijn. In het geval van LSPM J0207+3331 heeft een recente verstoring – in de afgelopen paar miljoen jaar – waarschijnlijk een rotsachtige planeet naar binnen doen spiralen. Dit suggereert dat getijdenverstoring en accretiemechanismen lang na de hoofdreeksfase van een ster actief blijven. Massaverlies tijdens de evolutie van een ster kan banen destabiliseren, met gevolgen voor planeten, kometen en asteroïden.
Het systeem is mogelijk een voorbeeld van vertraagde instabiliteit, waarbij interacties tussen meerdere planeten geleidelijk banen destabiliseren over een periode van miljarden jaren. Dit zou kunnen wijzen op dynamische processen op de lange termijn die nog niet volledig worden begrepen.
Astronomen onderzoeken nu wat de verstoring mogelijk heeft veroorzaakt. Overgebleven planeten ter grootte van Jupiter zouden hiervoor verantwoordelijk kunnen zijn, maar zijn moeilijk te detecteren vanwege hun afstand tot de witte dwerg en de lage temperaturen. Gegevens van ESA's Gaia-ruimtetelescoop zijn mogelijk gevoelig genoeg om dergelijke planeten te detecteren dankzij hun zwaartekrachtinvloed op de witte dwerg, waardoor we de ster aan de hemel een klein beetje kunnen zien bewegen.
De James Webb-ruimtetelescoop van NASA zou ook inzicht kunnen bieden door infraroodwaarnemingen van het systeem te doen op zoek naar tekenen van buitenplaneten. De betrokken onderzoekers hopen dat toekomstige waarnemingen kunnen helpen onderscheid te maken tussen een planetaire verstoring of het zwaartekrachteffect van een nauwe ontmoeting van een andere ster met deze witte dwerg.
Deze resultaten zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. (EM)
Aging White Dwarf Still Consuming Its Planetary System