Oko bijelog patuljka J1328−1450 astronomi su pronašli dva odvojena prstena plina nastalog iz planetarnih ostataka. Prstene razdvaja praznina, a plin u njima razlikuje se po kemijskom sastavu. Takva je struktura dosad nepoznata među plinskim diskovima oko tih zvjezdanih ostataka.
Podaci prikupljeni Vrlo velikim teleskopom Europskoga južnog opservatorija, VLT-om u Čileu, podupiru neobično tumačenje: plin bi mogla stvarati dva čvrsta tijela koja su preživjela preobrazbu svoje zvijezde. Sama tijela nisu izravno otkrivena. Njihovo postojanje autori predlažu kako bi objasnili nastanak plina i dugotrajnu odvojenost prstena.
Sustav pokazuje koliko složeni mogu ostati planetarni ostaci nakon što zvijezda nalik Suncu potroši gorivo i odbaci vanjske slojeve. Otkriće je 27. listopada predstavio ESO, nakon objave rada u časopisu Nature Astronomy.
Dva prstena otkrio je oblik spektralnih linija
Bijeli patuljak gusta je preostala jezgra zvijezde. Planetarna tijela koja prežive ranije širenje zvijezde mogu se poslije raspadati pod utjecajem njezine gravitacije i stvarati diskove prašine i plina. Takav materijal može završiti i u atmosferi bijelog patuljka, gdje njegov kemijski potpis otkriva da zvjezdani ostatak još prikuplja okolne krhotine.
J1328−1450 privukao je pozornost viškom infracrvenog zračenja, znakom okolne prašine. Tim pod vodstvom Nicole Pietra Gentilea Fusilla sa Sveučilišta u Trstu i tamošnje zvjezdarnice INAF potom je spektrografom X-shooter na VLT-u analizirao njegovu svjetlost.
Plin koji kruži oko zvijezde ostavlja karakterističan trag u spektru. Dio diska koji se giba prema nama i dio koji se udaljava emitiraju svjetlost pomaknutu prema različitim valnim duljinama. U uobičajenom plinskom disku oko bijelog patuljka taj se odnos vidi kao dva vrha u emisijskoj liniji.
Ovdje su astronomi umjesto dva pronašli četiri vrha. Njihov oblik najbolje su reproducirali modelom dvaju koncentričnih plinskih prstena između kojih nema jednako snažne emisije. Spektralne linije ostale su gotovo nepromijenjene više od dvije godine, što upućuje na stabilnu strukturu, a ne na kratkotrajan poremećaj.
Magnezij razlikuje unutarnji i vanjski prsten
U plinu su prepoznati kalcij, kisik, magnezij i željezo, elementi kakve nalazimo u stjenovitim tijelima Sunčeva sustava. No nisu podjednako zastupljeni u oba prstena. Emisija magnezija potječe iz unutarnjeg, dok je vanjski prsten njime znatno siromašniji.
Ta je razlika važan trag o podrijetlu krhotina. One su mogle nastati iz dvaju tijela različitog sastava. Druga je mogućnost da potječu iz različitih slojeva nekadašnjeg većeg tijela, primjerice iz plašta bogatijeg magnezijem i kore koja ga sadrži manje. Podaci zasad ne izdvajaju jedno od tih objašnjenja kao konačno.
Problem je i sama praznina. Plin se s vremenom širi, pa treba objasniti zašto prsteni ostaju odvojeni i što ih opskrbljuje novim materijalom. Autori predlažu da u svakom kruži čvrsto tijelo koje u dodiru s prašinom oslobađa plin. Hlađenje i ponovno kondenziranje plina mogli bi ograničiti njegovo širenje.
Predložena tijela tek treba potvrditi
U radu istraživači procjenjuju kakva bi tijela mogla ostati čitava tako blizu zvijezde. Njihova moguća veličina ovisi o položaju u disku, gustoći i čvrstoći materijala. Tijelo u unutarnjem prstenu moglo bi biti razmjera asteroida, dok dopuštene procjene za vanjsko dosežu veličinu Plutona ili Mjeseca.
Navedene veličine nisu izmjerene, nego su procijenjene prema tome koliko bi se veliko tijelo moglo oduprijeti rastezanju i razaranju pod utjecajem zvjezdane gravitacije. Autori razmatraju i alternativna objašnjenja spektra, no dva odvojena plinska prstena i dva izvora plina smatraju najvjerojatnijom slikom sustava.
Daljnja mjerenja mogu pokazati mijenjaju li se linije i postoji li ponavljajući signal povezan s gibanjem predloženih tijela. Upravo bi takav signal pomogao provjeriti jesu li među krhotinama doista preostali čvrsti objekti koji održavaju oba prstena.
