Når en stjerne når slutningen af sin livscyklus, vil den sprænge sine ydre lag i en fyrig eksplosion kendt som en supernova. Hvad angår mindre massive stjerner, er en hvid dværg, hvad der vil blive efterladt. Tilsvarende vil alle planeter, der en gang i kredsløb om stjernen, også have deres ydre lag sprængt af den voldsomme udbrud og efterlade kernerne bag sig.
I årtier har forskere været i stand til at opdage disse planetariske rester ved at kigge efter radiobølgerne, der genereres gennem deres interaktion med den hvide dværgs magnetfelt. I henhold til ny forskning fra et par forskere vil disse “radiohøjde” planetariske kerner fortsætte med at udsende radiosignaler i op til en milliard år efter deres stjerner er død, hvilket gør dem detekterbare fra Jorden.
Forskningen blev udført af Dr. Dimitri Veras fra Center for Exoplanets and Habitability ved University of Warwick og prof. Alexander Wolszczan, den berømte exoplanet Hunter fra Center for Exoplanets and Habitable Worlds ved Pennsylvania State University. Undersøgelsen, der beskriver deres fund, blev for nylig offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society.
Denne metode til at detektere eksoplaneter er faktisk ret tidæret. Faktisk blev det brugt af Dr. Wolszcan selv i 1990 til at detektere den allerførste bekræftede exoplanet omkring en pulsar. Dette er muligt på grund af den måde, hvid dværgs magtfulde magnetfelt interagerer med de metalliske konstitutioner af en kredsende planetarisk kerne.
Dette får kernen til at fungere som en leder, hvilket kan føre til dannelse af et unipolært induktorkredsløb. Stråling fra dette kredsløb udsendes som radiobølger, som derefter kan detekteres af radioteleskoper på Jorden. Veras og Wolszcan forsøgte imidlertid at finde ud af, hvor længe disse kerner kan overleve, efter at de blev fjernet af deres ydre lag (og dermed, hvor længe de stadig kan opdages).
Kort sagt, planetkerner, der kredser rundt om en hvid dværgstjerne, vil uundgåeligt blive trukket indad på grund af indflydelsen fra den hvide dværgs elektriske og magnetiske felter (et fænomen kendt som Lorenz drift). Når de først er tæt nok, vil de planetariske rester blive revet fra hinanden af den kraftige tyngdekraft af den hvide dværg og fortæres - på hvilket tidspunkt de ikke længere kan opdages.
I tidligere modeller beregnet astronomer overlevelsesevnen for planetariske kerner ud fra hvor lang tid det ville tage, før kernerne drev indad. Veras og Wolszcan integrerede imidlertid også indflydelsen af tyngdekraftvande i deres model, som kan repræsentere en lige eller dominerende kraft.
De udførte derefter simuleringer under anvendelse af hele spektret af observerbare hvide dværgs magnetfeltstyrker og deres potentielle atmosfæriske elektriske ledningsevner. I sidste ende, deres
”Der er en sød plet til at opdage disse planetariske kerner: en kerne, der er for tæt på den hvide dværg, ville blive ødelagt af tidevandsstyrker, og en kerne for langt væk ville ikke kunne opdages. Hvis magnetfeltet også er for stærkt, vil det skubbe kernen ind i den hvide dværg og ødelægge det. Derfor bør vi kun kigge efter planeter omkring de hvide dværge med svagere magnetfelter ved en adskillelse mellem ca. 3 solradiier og Mercury-Sun-afstanden. ”
”Ingen har nogensinde fundet bare den kerne af en større planet før eller en større planet kun gennem overvågning af magnetiske signaturer eller en større planet omkring en hvid dværg. Derfor ville en opdagelse her repræsentere 'firsts' i tre forskellige sanser for planetariske systemer. ”
Parret håber at bruge deres resultater til at informere fremtidige søgninger efter planetariske kerner omkring hvide dværge. ”Vi vil bruge resultaterne af dette arbejde som retningslinjer for design af radiosøgninger efter planetariske kerner omkring hvide dværge,” sagde prof. Wolszczan. "I betragtning af de eksisterende beviser for en tilstedeværelse af planetarisk affald omkring mange af dem, tror vi, at vores chancer for spændende opdagelser er ganske gode."
De håber at kunne gennemføre disse observationer ved hjælp af radioteleskoper som Arecibo-observatoriet i Puerto Rico og Green Bank-teleskopet i West Virginia. Disse avancerede instrumenter vil give dem mulighed for at observere hvide dværge i de samme dele af det elektromagnetiske spektrum, som gjorde det muligt for gennembrudets opdagelse foretaget af prof. Wolszczan og kolleger i 1990.
”En opdagelse ville også hjælpe med at afsløre disse stjerners historie
Milliarder af år fra nu, efter at vores sol går supernova og planeterne i det indre solsystem er brændte kugler af metal, er det noget opmuntrende at vide
