Eet de ster RZ Piscium zijn eigen planeten op?

RZ Piscium
Artist impression van de grote hoeveelheid gas en stof rond de ster RZ Piscium. Credit: NASA.

Astronomen weten dat RZ Piscium op onregelmatige tijden in helderheid verandert. Ze dachten dat dit kwam omdat het nog een hele jonge ster is maar nu denken ze dat RZ Piscium is geëvolueerd tot een ster als onze Zon en dat de ster honger heeft.

Een team van astronomen heeft onlangs een studie gepubliceerd waarin ze stellen bewijs te hebben gevonden dat de vreemde en onvoorspelbare helderheidsveranderingen van de ster RZ Piscium worden veroorzaakt door grote gas- en stofwolken die om de ster draaien en die de restanten van een of meerdere planeten bevatten. RZ Piscium bevindt zich op een afstand van ongeveer 550 lichtjaar in het sterrenbeeld Vissen – Pisces. De grillige helderheidsafnames kunnen tot wel twee dagen duren en in die tijd is de ster tot wel 10 * lichtzwakker dan normaal.

Volgens de onderzoekers tonen de waarnemingen aan dat er grote klonten gas en stof zijn die af en toe het sterlicht bedekken en die vermoedelijk naar de ster toe spiraliseren. Ofschoon andere verklaringen mogelijk zijn denken de onderzoekers dat dit materiaal is vrijgekomen bij het uit elkaar vallen van grote, zware objecten in een baan om de ster.

Het bewijs voor de aanwezigheid van stof is overduidelijk. RZ Piscium produceert veel meer energie op infrarode golflengtes dan een ster als de Zon uitzendt en dat duidt op de aanwezigheid van een schijf van warm stof rond de ster. De onderzoekers zeggen dat ongeveer 8% van de totale helderheid van de ster wordt veroorzaakt door infrarood licht en dat dit percentage slechts bij enkele van de duizenden nabije sterren die de laatste 40 jaar zijn bestudeerd, is gevonden. Het duidt volgens de onderzoekers op de aanwezigheid van enorme hoeveelheden stof.

Deze en andere waarnemingen leidden bij sommige astronomen tot de conclusie dat RZ Piscium een jonge zonachtige ster is die wordt omringd door een compacte asteroïdengordel waar zich met grote regelmaat botsingen voordoen waarbij grote rotsen tot stof worden vermalen.

Maar volgens het team van onderzoekers was dit bewijs niet waterdicht. Misschien is RZ Piscium helemaal geen jonge ster maar is ze ouder.

Een alternatieve theorie suggereert dat de ster al wat ouder is dan de zon en net begint aan de transformatie van hoofdreeksster naar een rode reus. Een schijf uit de jeugd van de ster zou na een paar miljoen jaar al zijn verdwenen dus astronomen hebben een andere bron van stof nodig om de infrarode gloed van de ster te kunnen verklaren. Omdat de ster ouder aan het worden is wordt ze ook groter en dat zou betekenen dat planeten die in een nauwe baan om de ster draaien worden vernietigd om zo het noodzakelijke stof te veroorzaken.

Waar hebben we dus mee te maken? Een jonge ster met een stofschijf of een oude ster die planeten vernietigd? Volgens het recente onderzoek is RZ Piscium van beide iets. Met dank aan 11 uur waarneemtijd met de XMM-Newton röntgentelescoop van de ESA die in een baan om de Aarde draait heeft men ontdekt dat RZ Piscium een totale röntgenproductie heeft die 1000 * groter is dan die van onze Zon en dat betekent dat het een relatief jonge ster is.

Ondertussen hebben waarnemingen vanaf de grond – en dan in het bijzonder van de hoeveelheden lithium in de ster – laten zien dat de ster ongeveer 30 tot 50 miljoen jaar oud is en dat is te oud om nog omringd te zijn door zo’n grote hoeveelheid gas en stof.

De meeste zonachtige sterren verliezen binnen een paar miljoen jaar na hun ontstaan hun planeetvormende schijven. Het feit dat RZ Piscium na tientallen miljoenen jaren nog zoveel gas en stof om zich heen heeft wijst erop dat de ster vermoedelijk planeten aan het vernietigen is in plaats van ze te laten ontstaan.

Waarnemingen vanaf de grond laten zien dat er grote hoeveelheden gas in het RZ Piscium systeem zijn en uitgaande van de temperatuur van dit gas, ongeveer 230 °C, denken astronomen dat het meeste gas en stof zich op een afstand van ongeveer 50 miljoen kilometer van de ster bevindt.

Volgens de onderzoekers bevindt het merendeel van het gas op een vergelijkbare afstand van de ster als Mercurius zich van onze Zon bevindt. De metingen laten ook zien dat er een variabele en snel bewegende emissie en absorptie van waterstofrijk gas plaatsvindt. Dat duidt er op dat er zowel materie naar de ster toe valt als er vanaf beweegt.

Astronomen zeggen dat het mogelijk is dat als gevolg van de zwaartekracht de ster materie van een nabije stellaire begeleider of grote planeet opsnoept waarbij periodiek gas en stofstromen worden geproduceerd of fat de begeleider al helemaal is opgelost.

Een ander mogelijkheid is dat er een of meerdere gasrijke planeten in het systeem voorkomen die in een astronomisch recent verleden betrokken zijn geweest bij een catastrofale botsing.

Lees meer over RZ Piscium in het persbericht van NASA Goddard. Het volledige artikel is gepubliceerd in The Astronomical Journal.

 

Eerste publicatie: 22 december 2017
Bron: diverse berichten