Projekt DESI razkriva spektre razpadlih eksoplanet

Astronomi, ki uporabljajo spektroskopski instrument za temno energijo (Dark Energy Spectroscopic Instrument - DESI), so odkrili nove vpoglede v sestavo razpadajočih se eksoplanetov z analiziranjem spektra belih pritlikavcev, onesnaženih z padajočimi planetarnimi odpadki. Ugotovitve, objavljene v mesečnih obvestilih Kraljevega astronomskega društva, razkrivajo, da kemična sestava teh belih pritlikavcev odseva kamnitih teles v našem sončnem sistemu, kar zagotavlja redko priložnost za preučevanje gradbenih blokov zemeljskih planetov izven našega Sonca.

Vendar pa je bil instrument zaradi neugodnih opazovalnih pogojev občasno v mirovanju. Namesto mirovanja so se raziskovalci obrnili na bližnje nebesne objekte, vključno z belimi pritlikavci, ki so ostanki zvezd, kot je naše Sonce. Te kompaktne, gosto zvezde ohranjajo sledi materiala iz svojih nekdanjih planetarnih sistemov, kar znanstvenikom omogoča, da sklepajo o sestavi dolgo mrtvih svetov.

Ko se ti predmeti razpadajo, njihovi fragmenti padejo na zvezdno površino in obogatijo njeno ozračje z težjimi elementi, kot so kisik, magnezij, silicij, kalcij in železo. Ti elementi služijo kot prstni odtisi, ki razkrivajo kemične znake planetov, ki so nekoč krožili okoli zvezde. Do danes je približno 20% do 50% opaženih belih pritlikavcev pokazalo znake kovinskega onesnaženja, kar kaže na prisotnost planetarnih ostankov.

Zaradi tega je vsak tak objekt dragocena tarča za razumevanje raznolikosti planetarnih sistemov. Sodelovanje DESI se je osredotočilo na 12 posebej bogatih z kovinami belih pritlikavcev in podrobneje preučilo njihove spektre kot kdajkoli prej. Njihova analiza je razkrila, da ostanki, ki se kopičijo na te zvezde, vsebujejo široko paleto težkih elementov, od katerih so mnogi bistveni za nastanek skalnatih planetov. Na primer, kisik in magnezij so ključne sestavine silikatnih mineralov, medtem ko kalcij in železo prispevajo k nastanku kovinskih jedr.

Te ugotovitve so skladne s sestavo Zemlje in Marsa, kar kaže, da so procesi oblikovanja planetarnih sistemov lahko v širši meri podobni po vsej galaksiji. Med preučenimi belimi pritlikavci je šest jih pokazalo dovolj čiste spektre, da bi omogočili natančnejšo kompozicijsko analizo. Štirje so pokazali značilnosti, ki so skladne s suhim, kamnitim materialom, medtem ko sta dva pokazala različne kisikove znake, ki potencialno kažejo na prisotnost planetesimalov, bogatih z vodo.

Paula Izquierdo, vodilna avtorka študije in raziskovalka na Univerzi v Warwicku, je poudarila pomen teh ugotovitev. "Da bi razumeli, ali je naš sončni sistem običajen ali redek, je potreben velik vzorec eksoplanet z dobro opredeljenimi kemičnimi sestavami", je pojasnila. "Čeprav je bil DESI prvotno zasnovan za raziskovanje širjenja vesolja, njegovi nepričakovani prispevki za planetarno znanost poudarjajo vrednost naključnih odkritij.