Forskere har for første gang fundet indicier på en kæmpeplanet, som kredser om en hvid dværgstjerne. Det er sket med ESOs Very Large Teleskop. Planeten kredser så tæt om en varm hvid dværg, som er resten efter en sollignende stjerne, så planetatmosfæren trækkes væk og danner en skive af gasarter omkring stjernen. Det særlige system viser os, hvordan Solsystemet måske en gang i fremtiden kommer til at se ud.
"Det var en af de opdagelser, som dukker op helt tilfældigt" siger forskeren Boris Gänsicke fra University of Warwick i Storbrittannien. Han har ledet forskningsprojektet, som idag bliver publiceret i Nature. Forskerholdet har studeret omkring 7000 hvide dværge i det, som hedder Sloan Digital Sky Survey, og de har fundet een, som er helt anderledes end de andre. Ved at analysere svage ændringer i lyset fra stjernen, fandt de spor af kemiske stoffer i mængder, som forskere aldrig før har set i lyset fra en hvid dværg. "Vi vidste, at der må foregå et eller andet helt specielt i dette her system, og vi spekulerede over, om det måske havde at gøre med en eller anden form for planetrest," fortsætter Gänsicke.
For at få en bedre ide om denne usædvanlige stjernes egenskaber, analyserede holdet stjernen med instrumentet X-shooter på ESOs Very Large Telescope i Chiles Atacamaørken. Stjernens navn er WDJ0914+1914. Disse opfølgende observationer bekræftede, at der findes hydrogen, oxygen og svovl ved den hvide dværg. Studier af de finere detaljer i spektrerne optaget med ESOs X-shooter viste for forskerne, at disse grundstoffer befinder sig i en gasskive, som hvirvler omkring og ind imod den hvide dværg, og ikke fra stjernen selv.
"Det tog nogle få ugers meget koncentreret tænkning, at finde ud af, at den eneste måde, som sådan en skive kan opstå på, er ved at en kæmpeplanet er i gang med at fordampe," siger Mathias Schreiber fra Universitetet i Valparaiso i Chile. Han har regnet på fortiden og fremtiden for systemet.
De mængder af hydrogen, oxygen og svovl, som er fundet, svarer til hvad der findes dybt nede i atmosfæren på kolde kæmpeplaneter som Neptun og Uranus. Hvis en sådan planet kredser tæt på en varm hvid dværg, vil den kraftige ultraviolette stråling fra stjernen strippe de ydre lag af planetatmosfæren væk, og noget af denne gas vil sprede sig ud i en skive, som så falder ind imod den hvide dværg.
Det er det, forskerne mener, de ser omkring WDJ0914+1914: den første planet, som er i færd med at fordampe i kredsløb om en hvid dværg.
Ved at kombinere observationer med teoretiske modeller, har forskerne fra Storbrittannien, Chile og Tyskland kunnet danne et klarere billede af dette enestående system. Den hvide dværg er lille, og meget varm, med en overfladetemperatur på 28.000°C (5x varmere end Solens overflade). Til forskel fra det, er planeten kold og stor - mindst dobbelt så stor som stjernen. Planeten kredser omkring stjernen på kun 10 dage, så den er meget tæt på, og de energirige fotoner kan langsomt blæse planetatmosfæren væk. Det meste af gassen slipper helt væk, men noget af det bliver trukket sammen til en skive, som så driver ind imod stjernen, og tilfører den 3000 tons stof/sek. Det var den skive, som gjorde fundet af den ellers usynlige Neptun-klasse planet mulig.
"Det er første gang, vi kan måle hvor meget gas som for eksempel oxygen og svovl, der findes i skiven, og det giver os en antydning af, hvad exoplanetatmosfæren består af" siger Odette Toloza fra University of Warwick. Hun har udviklet en model for den skive, som kredser om den hvide dværg.
"Opdagelsen åbner også et nyt vindue for os, til at studere enden for et planetsystem" tilføjer Gänsicke.
Stjerner som for eksempel vores Sol omdanner hydrogen i deres indre i det meste af deres levetid. Når de løber tør for hydrogenbrændstof, puster de sig op og bliver 100x så store røde kæmpestjerner , og så store at de kan opsluge de nærmeste planeter. I vores eget Solsystem kommer det til at ske for både Merkur, Venus og Jorden - de bliver alle ædt op af Solen i dens fase som rød kæmpe om ca. 5 mia år. I den sidste ende vil sollignende stjerner miste deres ydre lag, så der tilbage blot er en udbrændt kerne; en hvid dværg. Der kan stadig være planeter tilbage omkring sådan en stjernerest, og forskerne forventer, at der findes mange af den slags stjernesystemer i vores galakse. Imidlertid har forskerne ikke før nu fundet spor af en overlevende kæmpeplanet i kredsløb om en hvid dværg. Men fundet af en exoplanet om den hvide dværg måske kun den første af mange nye fund.
Ifølge forskerne kredser den nyopdagede exoplanet omkring den hvide dværg i en afstand af kun 10 mio km - 15 x Solens radius - og det svarer til, at den har befundtet sig dybt inde i den røde kæmpe som den hvide dværg engang var. Den usædvanlige afstand tyder på, at planeten har flyttet sig tættere ind imod stjernen efter at stjernen er blevet til en hvid dværg. Astronomerne mener at den nye bane kan være resultatet af en vekselvirkning af tyngdekræfterne imellem andre planeter i systemet - hvilket så igen betyder, at der må være mere end én planet, som har overlevet værtsstjernens voldsomme forandring.
"Indtil fornyligt har kun få astronomer spekuleret over, hvad der sker med planeter, som kredser omkring døende stjerner. Opdagelsen her af en planet, som kredser tæt omkring en udbrændt stjernerest viser at Universet igen og igen udfordrer os til at tænke i nye baner" slutter Gänsicke ifølge ESO