Astronomer har fundet et usædvanligt mønster i lyset fra en død stjerne: fire toppe, hvor lignende systemer normalt viser to. Målingerne peger på to adskilte gasringe omkring den hvide dværg J1328−1450. Forskerne foreslår, at to overlevende klippelegemer holder gasproduktionen i gang i hver sin ring.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Nature Astronomy den 26. oktober og præsenteret af Det Europæiske Sydobservatorium, ESO, dagen efter. Den beskriver et mere sammensat efterliv for et planetsystem end den enkelte gasskive, astronomer hidtil har set omkring tilsvarende stjerner. De mulige klippelegemer er en forklaring på observationerne og er ikke fotograferet direkte.

Afsløret ved at dele lyset op

Holdet brugte instrumentet X-shooter på Very Large Telescope i Chile. Instrumentet fordeler lyset efter bølgelængde, så forskerne kan undersøge de smalle spektrallinjer, som bestemte grundstoffer udsender. Observationerne blev indsamlet i 2021 og 2023; nyheden er analysen og dens offentliggørelse nu.

Gas, der kredser om en stjerne, bevæger sig nogle steder mod os og andre steder væk. Det forskyder lyset i hver sin retning i spektret. En roterende skive kan derfor give en linje med to toppe, selv om teleskopet ikke viser skiven som et detaljeret billede.

Ved J1328−1450 fandt forskerne fire toppe i blandt andet calciumlinjer. Deres model forklarer dem som lys fra to koncentriske gasringe med forskellige hastigheder. Det overordnede spektrale mønster holdt sig stabilt over mere end to år, hvilket støtter et nogenlunde regelmæssigt system.

Ringene har forskellig kemi

Undersøgelsen finder også en forskel i materialets sammensætning. Magnesium udsender tydeligt lys fra den indre ring, mens tilsvarende emission mangler fra den ydre. Calcium findes i begge. Forskerne vurderer, at forskellen er reel og ikke blot et resultat af den valgte model for ringenes geometri.

Det kan betyde, at materialet stammer fra forskellige oprindelige klippelegemer. En anden mulighed er, at det kommer fra forskellige lag i et legeme, som engang havde adskilt skorpe og indre dele. Målingerne fastlægger ikke en entydig historie om, hvilke tidligere planeter der blev ødelagt.

Den kemiske forskel er værdifuld, fordi den tilføjer information til selve ringformen. Hvis to områder både har forskellig placering og forskellig sammensætning, skal en forklaring kunne gøre rede for begge dele. Et flot geometrisk match alene er dermed ikke hele prøven.

To mulige overlevende leverer gas

Hvorfor er gassen samlet i adskilte ringe? Forfatterne peger på klippelegemer, som bevæger sig gennem støv og skaber gas ved samspillet med omgivelserne. To sådanne legemer i forskellige baner kan levere gas to steder. Afkøling og fortætning kan samtidig begrænse, hvor langt gassen spreder sig.

Størrelserne er usikre. Forskerne beregner grænser ud fra afstand, tæthed og materialestyrke. Det ydre legeme kan under visse antagelser være på størrelse med Pluto, mens det indre må være mindre. Det er ikke en måling af to bestemte diametre eller en sikker opdagelse af to nye planeter.

Tæt på en hvid dværg kan tidevandskræfter rive materiale fra hinanden. Et overlevende legemes styrke får derfor betydning. Beregningerne handler om, hvad der fysisk kan forblive samlet i området, og skal ikke læses som direkte billeder af dets overflade.

Et indblik i planetsystemers efterliv

En hvid dværg er den kompakte rest, som en sollignende stjerne efterlader efter sin udvikling. Materiale fra det tidligere planetsystem kan stadig omgive den. Systemet giver derfor mulighed for at undersøge, hvordan rester organiserer sig, efter at den centrale stjerne har ændret sig voldsomt.

Fortolkningen har grænser. Modellen for gassen bygger blandt andet på næsten cirkulære ringe i samme plan. Forskerne diskuterer også en alternativ skive med skyggevirkninger, men fremhæver, at der mangler en etableret fysisk model for den mulighed. Støvets præcise fordeling er desuden mindre godt bestemt end gassens.

Resultatet er derfor først og fremmest en ny udfordring til teorierne om skiver omkring hvide dværge. De skal kunne forklare både den vedvarende struktur og kemien. J1328−1450 giver et konkret sted at afprøve, hvordan klippemateriale kan overleve, nedbrydes og danne nye mønstre omkring en stjernerest.

Kilder og videre læsning

Har du fundet en fejl? Læs om rettelser.