Puing-puing planet tertua ditemukan di galaksi kita – amplop dua katai putih berisi sisa-sisa planet berusia sepuluh miliar tahun

Arkeologi: Para astronom telah menemukan puing-puing planet tertua di Bima Sakti, dari sistem planet yang berusia lebih dari 10 miliar tahun. Sisa-sisa potongan batu dan es ditemukan di cangkang dua katai putih, 90 dan 120 tahun cahaya dari kita. Menurut data, sistem planet mereka pertama-tama harus selamat dari transformasi bintang menjadi raksasa merah dan katai putih, tetapi kemudian terkoyak.

Jika matahari kita sekitar lima miliar tahun akhir siklus hidup mereka Itu tiba, yang berarti akhir dari Bumi dan semua planet di tata surya bagian dalam: itu ditelan oleh matahari, yang berkembang menjadi raksasa merah. Setelah melepas selubungnya, sisa-sisa kremasi bintang kita tetap ada katai putih Belakang – hanya dikelilingi oleh planet luar sistem kami. Satu-satunya bukti keberadaan planet dalam adalah “kotoran” unsur-unsur berat di permukaan katai putih.

Dua kurcaci putih tua di cakrawala

Pengotor semacam itu pada katai putih kini telah memberikan bukti sistem planet tertua yang diketahui di Bima Sakti kita. Itu ditemukan oleh para astronom yang dipimpin oleh Abigail Elms dari Universitas Warwick saat mempelajari dua katai putih yang sangat dingin di dekat tata surya kita. Sisa-sisa bintang WDJ2147-4035 dan WDJ1922 + 0233 yang ditemukan oleh satelit Eropa Gaia terletak 90 dan 120 tahun cahaya dari kita.

Untuk menentukan lebih lanjut usia dan komposisi katai putih, Elms dan timnya menganalisis spektrum cahaya mereka dan tanda-tanda elemen yang dikandungnya menggunakan beberapa teleskop berbasis darat. Data ini menunjukkan bahwa sisa bintang yang agak kemerahan WDJ2147-4035 terbentuk dari bintang nenek moyang sekitar 2,5 massa matahari dan sudah berusia 10,7 miliar tahun.

Katai kedua, sedikit lebih putih kebiruan WDJ1922+0233, kemungkinan merupakan sisa bintang sembilan miliar tahun dan terbentuk dari bintang seukuran Matahari. Namun, umur totalnya masih belum jelas karena masalah estimasi kerumunan.

“Terkontaminasi” oleh puing-puing planet

Tetapi yang paling penting: dalam spektrum cahaya masing-masing katai putih, para astronom mendeteksi garis spektrum elemen yang lebih berat daripada helium dan hidrogen – dan dengan demikian indikasi “kontaminasi” sisa-sisa bintang ini dengan puing-puing dari benda langit lainnya. Elms dan timnya menemukan unsur natrium, litium, kalium, dan karbon pada kurcaci tertua. Ini menjadikannya bintang katai putih “polusi” tertua yang diketahui di Bima Sakti.

Tapi dari mana datangnya polusi? Para peneliti menyimpulkan dari analisis spektroskopi bahwa unsur-unsur ini pasti berasal dari puing-puing planet atau sistem planet. Ini mungkin bertahan dari perluasan bintang nenek moyang menjadi raksasa merah, tetapi kemudian dihancurkan dan ditelan oleh katai putih. Seperti yang dijelaskan oleh para astronom, WDJ2147-4035 adalah bukti tertua dari sistem planet di galaksi kita.

Sifat dari puing-puing planet yang melahap hanya sebagian dijelaskan sejauh ini. “Katai putih kemerahan WDJ2147-4035 tetap menjadi misteri karena bahan penyusunnya berbeda dari apa pun yang dikenal di tata surya kita,” kata Elms. Investigasi lebih lanjut diperlukan di sini.

Bahan yang mirip dengan kerak benua bumi

Katai putih kedua juga membawa jejak puing-puing planet kuno di atmosfernya – tetapi jauh lebih mudah dikenali. Elms dan timnya mendeteksi sidik jari natrium, kalsium, dan kalium dalam spektrum mereka. Dari garis keturunan mereka, para astronom menyimpulkan bahwa katai putih ini pasti telah menarik dan menelan materi secara kasar komposisi dan massa kerak benua bumi.

“Sisa-sisa bintang yang kaya logam ini mengkonfirmasi bahwa ada sistem planet lain dengan komposisi yang mirip dengan Bumi,” kata Elms. Puing-puing di kerak katai putih ini bisa berasal dari planet kecil mirip Bumi atau dari beberapa planet kecil — massanya lebih besar dari protoplanet — lapor para peneliti. Mereka menduga bahwa puing-puing terakhir ini jatuh ke sisa-sisa bintang hanya empat hingga 15 juta tahun yang lalu.

Sebuah jendela ke masa lalu galaksi kita

Bersama-sama, dua katai putih adalah sisa-sisa bintang tertua dan paling ‘terpolusi’ – dan saksi paling awal dari sistem planet awal di Bima Sakti. “Sungguh menakjubkan membayangkan bahwa sistem ini ada 10 miliar tahun yang lalu dan planet-planet ini mati sebelum Bumi terbentuk,” kata Elms. Jadi, katai putih purba ini membuka jendela yang dalam ke masa lalu galaksi kita.

Dan mereka tidak terkecuali: para astronom telah mendeteksi kontaminasi elemen berat di sekitar seperempat dari semua katai putih yang diketahui hingga saat ini. Ini menunjukkan berapa banyak planet dan sistem planet yang dulu dan masih ada di galaksi kita. (Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society, 2022; doi: 10.1093/mnras/stac2908)

Sumber: Universitas Warwick

10 November 2022

– Nadia Podebrigar