Forsiden Romvirksomhet Solsystemet Exoplaneter Liv i rommet Himmelbegivenheter Interstellare ferder
Artikkelarkiv Astroshow og foredrag For skoler Astrobutikken Linker Om oss


Exoplaneter i vårt nabolag merkeligere enn ventet


22.11.21: Hvite dverger kan avsløre egenskapene til steinplaneter i andre solsystem. Nå har en astronom og en geolog samarbeidet for å finne ut hva slags steintyper som forekommer på exoplaneter i Solens nabolag. Undersøkelsen som ble gjort med observasjoner av forurensede hvite dverger, viser at de fleste steinplanetene i solsystem i vår nærhet i Melkeveien er langt mer mangfoldige og eksotiske enn antatt, ofte med steintyper vi ikke finner i Solsystemet.

av Knut Jørgen Røed Ødegaard

 

Steinrester fra en steinplanet som har kommet så nær den hvite dvergen at planeten har blitt revet i filler, går i spiral innover mot dvergen og «forurenser» denne. Slike forurensninger kan fortelle mye om sammensetningen til steinplaneter i andre solsystem.
Illustrasjon: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva 


Sollignende stjerner har fra litt under en solmasse til noen få ganger Solens masse og lyser relativt stabilt i flere milliarder år mens hydrogen i kjernen blir omdannet til helium. Når hydrogenet der er oppbrukt, svulmer stjernen i flere runder (mens kjernen krymper), og etter hvert blir temperaturen i kjernen høy nok til at heliumet kan omdannes til karbon. Kjerneprosessene kan pågå i flere runder mens stjernen er en svært oppsvulmet rød kjempe.

Til slutt krymper kjernen til en hvit dverg – en knøttliten, men svært kompakt stjernerest. Samtidig blir de ytre lagene blåst av og danner en fargerik planetarisk tåke.

Kattøyetåken er en planetarisk tåke som er dannet fordi en sollignende stjerne er i ferd med å dø.
Foto: J.P. Harrington and K.J. Borkowski (University of Maryland), and NASA


Hvite dverger er omtrent på størrelse med Jorden, men har minst 300 000 ganger større masse. De er så tette at en bit på størrelse med en sukkerbit fra en hvit dverg gjerne ville veid 10 tonn her på Jorden!

Størrelsene til IK Pegasi A (venstre), den hvite dvergen IK Pegasi B (nederst i midten) og Solen.
Illustrasjon: RJHall / Wikipedia


Mange sollignende stjerner har planetsystem. Noen av disse planetene kan bli slukt av den svulmende røde kjempen (se om fremtiden i vårt solsystem), men det er en god sjanse for at flere planeter overlever og fortsetter å gå i bane rundt den hvite dvergen.

Det samme gjelder mindre objekter som asteroider og kometer, og det er observert asteroidebelter og støvbelter rundt flere hvite dverger.

Komet i ferd med å falle inn i en hvit dverg. Stjernen er også omgitt av et asteroidebelte og minst en planet.
NASA, ESA, and Z. Levy (STScI)


Forurensede stjernerester

På samme måte som kometer av og til stuper inn i Solen, kan små og store objekter falle inn i hvite dverger. Stoffet i disse objektene blander seg da med gassen i de ytterste lagene av dvergen og «forurenser» gassen. Tidligere forskning tydet på at den voldsomme tyngdekraften til den hvite dvergen raskt ville få grunnstoffer som er tyngre enn helium til å synke inn i stjernen. Men de siste årene har det blitt funnet en rekke hvite dverger der atmosfærene er «forurenset» av stoff fra asteroider, kometer, støv eller planeter. Siden både asteroider og steinplaneter inneholder helt andre stoffer enn hvite dverger, er «forurensningene» mulig å oppdage gjennom spektroskopi siden hvert stoff lager streker i lysspektret på helt bestemte bølgelengder.

Stoffene som identifiseres på denne måten er blant annet silisium, magnesium, jern, karbon og oksygen.

Observasjoner blant annet med romteleskopet Hubble har gitt bevis for at flere hvite dverger er omgitt av belter med kometlignende objekter, tilsvarende Kuiperbeltet i vårt solsystem.


Fremmede verdener – fremmed geologi!

Vi kjenner til nesten 5000 planeter rundt andre stjerner – exoplaneter. Men det er vanskelig å finne ut nøyaktig hva disse planetene består av og om de ligner på Jorden. For å finne ut mer om dette gikk astronom Siyi Xu fra NSFs (National Science Foundation – tilsvarende Forskningsrådet i Norge) NOIRLab sammen med geolog Keith Putirka fra California State University i Fresno.

De studerte 23 forurensede hvite dverger innenfor en avstand på omtrent 650 lysår fra Solsystemet. Konsentrasjonene av kalsium, silisium, magnesium og jern i disse dvergene hadde tidligere blitt målt nøyaktig ved hjelp av Keck-teleskopene på Mauna Kea, Hawaii, romteleskopet Hubble og andre observatorier. De to forskerne brukte sammensetningene og forurensningene de målte til å rekonstruere mineralene og bergartene som stoffene stammer fra. De fant at disse hvite dvergene har en mye større variasjon i sammensetning enn noen av steinplanetene i det indre av Solsystemet, noe som igjen betyr at planetene som har blitt slukt hadde en mye bredere variasjon i steintyper.

Noen av sammensetningene er faktisk så spesielle at Putirka og Xu måtte finne opp nye navn (slik som «kvartspyroksenitt» og periklasdunitt) for å klassifisere steintypene som må ha eksistert på disse planetene.

Kvartskrystall.
Foto: Didier Descouens / Wikipedia


Noen exoplaneter som en gang gikk i bane rundt hvite dverger (som nå er forurenset) ser ut til å ha hatt en sammensetning som lignet på Jordens, men de fleste hadde bergarter som er helt fremmede i vårt solsystem.

En type jordisk pyroksenitt fra Shetlandsøyene.
Foto: James St. John / Wikipedia


Dette kan ha hatt stor betydning for disse exoplanetene: Noen av steintypene som Putirka og Xu fant, kunne holde på mer vann enn jordiske steiner, noe som kan ha påvirket dannelsen av hav. Noen steintyper smelter ved mye lavere temperaturer og produserer tykkere skorpe enn jordiske steiner, og noen steintyper kan ha hatt lavere styrke, noe som er gunstig for dannelsen av platetektonikk.



Film om oppdagelsen.
Bilder og film: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger/ESO/M. Kornmesser


Ved tidligere undersøkelser av forurensede hvite dverger, ble det funnet stoffer fra steinlegemer, inkludert kalsium, aluminium og litium. Men disse grunnstoffene utgjør bare en liten del av en planet eller asteroide, og målinger av grunnstoffene med størst konsentrasjon, spesielt silisium, er nødvendig for å finne ut hva slags steintyper som har eksistert på disse planetene.


Fra mantelen

Putirka og Xu sier dessuten at de store mengdene av magnesium og små mengder av silisium som er målt i atmosfæren til de hvite dvergene typer på at steinrestene som er oppdaget kommer fra de indre delene av planetene – fra mantelen – og ikke skorpen. Enkelte tidligere studier har funnet tegn på at planetene kan ha hatt en kontinentalskorpe, men Putirka og Xu fant ikke spor av steinarter fra skorper. Men dette betyr ikke at planetene ikke har hatt skorper, bare at skorpene i tilfelle har utgjort for liten del av planetenes masser til å kunne måles med denne metoden.


Unik kunnskap om fremmede verdener

I vårt solsystem er det fire steinplaneter og alle ble dannet nesten samtidig og fra den samme skyen av støv og gass. Andre solsystem kan allerede i utgangspunktet ha en litt annen sammensetning og dessuten være dannet eller ha utviklet seg på en annen måte enn vårt eget solsystem. Det betyr at planetene også kan ha andre egenskaper, noe som kan være avgjørende for hvor beboelige disse er og om det eventuelt kan ha utviklet seg liv der.

Den unike nye forskningsmetoden gjør det nå mulig å utforske sammensetningen til steinplaneter i vår del av Melkeveien. Dette kan ha svært stor betydning for å kunne svare på spørsmålet om hvor vanlig livsformer kan være og hvor vi skal søke etter slike.

Kunstnerisk fremstilling av en planet rundt den røde dvergen TRAPPIST-1. Denne, og de andre 6 planetene rundt stjernen, er trolig på størrelse med Jorden og kan ha betydelige mengder flytende vann. Den nye forskningsmetoden kan gi oss mer kunnskap om sammensetningen til denne og andre steinplaneter i fremmede solsystem.
Illustrasjon: ESO/M. Kornmesser


Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!


MER INFORMASJON

Pressemelding fra NOIRLab

Fagartikkel: Polluted White Dwarfs: Constraints on the Origin and Geology of Exoplanetary Material

space.com: Doomed Alien Planets 'Polluted' White Dwarf Stars with Earth-Like Rocks

astroevents.no: Flere saker om exoplaneter


Astro-romfartsshow

Våre astroshow sett av over 75 000!

“Out of Space”: Astro-romfartsshow

Forestillinger for skoleelever
Science fiction-trilogien Ad Astra

Opplev den første reisen til et annet solsystem, leting etter livsformer på exoplaneter og Solsystemets og menneskehetens fremtid!

Bøkene er rikt illustrert med flotte fargebilder.

Pluto – menneskehetens siste tilfluktssted!

- stjernereiser - exoplaneter - romheiser
- ormehull - multivers - liv i rommet
- fremtidsteknologi - intergalaktiske opplevelser
- astronomiske fenomener - galaksens fremtid
- krim


Av science fiction-forfatter Anne Mette Sannes
Mer info og bestilling

Filmen Vårt magiske univers

Nyt det vakreste billedmaterialet som noen gang er tatt av vårt fantastiske univers! Fikk terningkast 6 i bladet Astronomi.

Produsert og kommentert av Anne Mette Sannes & Knut Jørgen Røed Ødegaard Mer info
Våre nettsteder
astroevents.no Hovednettsted om Universet
svalbard2015.no Solformørkelsen 20. mars 2015
astrobutikken.no Bøker og filmer m.m.

Følg oss på facebook

Følg oss på facebook

 

 

Kontakt: Knut Jørgen Røed Ødegaard Tlf: 99 27 71 72 E-post: knutjo@astroevents.no Anne Mette Sannes Tlf. 97 03 80 50 E-post: amsannes@astroevents.no