Hat GD61 ein Planetessimal gegessen?

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Die primäre Methode, mit der Astronomen Exoplanetenatmosphären untersuchen wollen, besteht darin, ihre Absorptionsspektren beim Durchgang durch ihre Elternsterne zu erfassen. Weiße Zwerge bieten eine hervorragende Klasse von Sternen, auf denen diese Methode angewendet werden kann, da durch Konvektion schwere Elemente schneller nach unten gezogen werden und Oberflächen mit nahezu unberührten Wasserstoff- und Heliumphotosphären zurückbleiben. Das Vorhandensein anderer Elemente würde auf eine kürzlich erfolgte Akkretion hinweisen. Diese Methode wurde bereits bei mehreren Weißen Zwergen angewendet. In einer neuen Studie wurden jedoch Daten aus einem Papier von 2008 erneut untersucht. Dabei wurden eigene Daten zum Weißen Zwerg GD61 hinzugefügt, um darauf hinzuweisen, dass der Stern nicht nur Staub und kleine Körper frisst, sondern auch einen beträchtlichen , wahrscheinlich mit Wasser.

Die Daten für das Projekt wurden 2009 mit dem SPITZER-Teleskop aufgenommen. Einer der ersten Hinweise auf das Vorhandensein eines kürzlich aufgetretenen Kannibalismus war das Vorhandensein von warmem Staub innerhalb der Roche-Grenze des Sterns. Diese Scheibe erstreckte sich nicht mehr als 26 Sternradien vom Stern entfernt, was das Team zu dem Verdacht führte, dass es sich nicht nur um eine großflächige Scheibe handelte, die den Stern mit felsigen Materialien versorgte, sondern um ein Objekt, das nach innen gefallen war, um gezeitenweise auseinandergerissen zu werden.

Um dies zu unterstützen, verwendete das neue Team das Keck I-Teleskop auf Mauna Kea mit dem HIRES-Spektroskop, um das Spektrum zu analysieren. Die Ergebnisse dieser Studie bestätigten die vorherige Studie, dass der Stern in der Reihenfolge abnehmender Häufigkeit Helium, Wasserstoff, Sauerstoff, Silizium und Eisen enthielt. Basierend auf der Menge des im Spektrum vorhandenen Materials und den geschätzten Konvektionsraten für solche Sterne kam das Team zu dem Schluss, dass die Scheibe, wenn sie von einem einzelnen Körper erzeugt worden wäre, ein Asteroid bei gewesen wäre am wenigsten 100 km im Durchmesser. Warum sollte das Team also erwarten, dass es sich um einen einzelnen Körper handelt, im Gegensatz zu vielen kleineren?

Der Schlüssel liegt in der relativen Menge der erkannten Elemente. Für GD61 war Sauerstoff das am häufigsten vorkommende Element, das in der Atmosphäre der Weißen Zwerge normalerweise nicht vorhanden ist. Tatsächlich überwog seine Anwesenheit bei weitem die anderen Elemente, so dass selbst dann, wenn alles zuvor an Silizium, Eisen, Kohlenstoff und andere Spurenelemente gebunden gewesen wäre, dies der Fall wäre immer noch ein unerklärlicher Überschuss sein. Dieser Sauerstoff wäre notwendigerweise zu einem Molekül vereinigt worden oder hätte sich während der roten Riesenphase aufgelöst. Das Team könnte seine Anwesenheit nur erklären, wenn es in Wasser eingewickelt wird (H.2O) was es dem Wasserstoff nach der Trennung ermöglichen würde, sich in den erwarteten Wasserstoff einzumischen, der bereits vorhanden ist. Da Wasser ohne ausreichenden Druck leicht sublimiert, stellt das Team fest, dass eine große Anzahl kleiner Körper nicht in der Lage wäre, das Wasser tief genug zu vergraben, um ein vorheriges Entweichen zu verhindern. Die beste Erklärung wäre ein großer Körper, der das Wasser im Inneren abschirmen könnte die vorherige rote Riesenphase.

Der Nachweis wasserreicher Asteroiden spricht für die Bildung unseres eigenen Sonnensystems, da es einen Mechanismus zur Wasserversorgung unseres Planeten bietet, der über die direkte Akkretion hinausgeht. Wasserreiche Asteroiden und Kometen hätten wahrscheinlich unser Angebot ergänzt. In der Tat wird vermutet, dass Ceres, der größte bekannte Asteroid in unserem Sonnensystem, bis zu 25% seiner Masse im Wasser beherbergt.

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