Ko zvezde, kot je naše Sonce, izčrpajo vodikovo gorivo, vstopijo v fazo Rdečih giant-vej (RGB). Zanjo je značilno, da se zvezda razširi na večkratno prvotno velikost, po kateri se odrežejo svoje zunanje plasti in postanejo kompaktni beli pritlikavci. V naslednjih nekaj milijardah let se verjame, da bodo te zvezde počasi zaužile kakršne koli predmete in prašne prstane, ki so še vedno dovolj blizu, da bo vplivala njihova gravitacija.
Vendar je državljanka, imenovana Melina Thévenot, nedavno opazila presenetljivo odkritje ob opazovanju sistema belega pritlikavca. Na podlagi podatkov iz misije WISE (Infrarde Survey Explorer) je bila ta zvezda že več milijard let beli škrat, vendar ima še vedno okoli sebe več obročev prahu. Znano kot LSPM J0207 + 3331 (ali J0207), bi lahko to odkritje prisililo raziskovalce, da ponovno razmislijo o modelih planetarnih sistemov.
Odkritje je bilo izvedeno prek Backyard Worlds: Planet 9, projekta, ki ga je vodil Marc Kuchner (astrofizik iz Nasinega vesoljskega letališkega centra Goddard), ki se za nova odkritja zanaša na prostovoljce, ki bodo razvrstili podatke WISE. Nahaja se približno 145 svetlobnih let v ozvezdju Kozorog, astronomi sumijo, da bi bil J0207 prvi znani primer belega pritlikavca z več obroči prahu in najstarejši.
Odkritje je bilo tudi predmet nedavne študije, objavljene v The Astrophysical Journal ("Beli škrat iz 3 Gyr s toplim prahom, odkrit s strani dvoriščnih svetov: Planet 9 Citizen Science Project"). Kot je v nedavnem sporočilu za tisk NASA razkril John Debes, astronom z Inštituta za vesoljski teleskop v Baltimoru in vodilni avtor tega prispevka:
"Ta beli pritlikavec je tako star, da mora vsak proces, v katerega se vloži prstan v obroče, delovati na milijarde let. Večina modelov, ki so jih znanstveniki ustvarili za razlago prstanov okoli belih palčkov, deluje le do približno 100 milijonov let, tako da ta zvezda resnično izpodbija naše domneve o razvoju planetarnih sistemov. "
Zvezdo je zaznala Nasina misija Raziskovalca širokega polja (WISE), ki je pobrala močan infrardeči signal, kar kaže na prisotnost prahu. Debesova ekipa je na podlagi hitrosti, s katero se sčasoma ohladijo bele pritlikave zvezde, izračunala iz njene temperature na površini - nekaj več kot 5.800° C (10.500° F) - da je J0207 že približno 3 milijarde let v fazi belega pritlikavca.
Te nove ugotovitve nasprotujejo temu, kar astronomi že nekaj časa sumijo o evoluciji zvezdnih sistemov. V preteklosti so astronomi opazovali, kako se bodo planeti in asteroidi, ki preživijo zvezdovo fazo RGB, oddaljili dlje, potem ko vstopi v fazo belega pritlikavca. To je posledica tega, da je zvezda izgubila velik del svoje mase in posledično gravitacijski vpliv na okoliške predmete.
Astronomi predvidevajo, da se bo to zgodilo z našim Osončjem čez približno 5 milijard let. Ko se bo razširilo na Venero, Merkur in Zemljo, bo naše Sonce izgubilo svoje zunanje plasti in postalo beli škrat. Na tej točki bodo preostali planeti in predmeti (ki bodo verjetno vključevali Glavni asteroidni pas, plinske velikane in Kuiperjev pas) vsi odplaknili navzven.
Vendar pa so v 1 do 4% primerov beli pritlikavci pokazali infrardeče emisije, ki kažejo, da so obkroženi s prašnimi diski ali obroči. Znanstveniki domnevajo, da je to lahko posledica asteroidov in kometov, ki jih potisnejo iz pasov s pomočjo gravitacijske interakcije z razseljenimi planeti in jih pošljejo proti zvezdi. Ko se ta telesa približajo belem škratu, jih raztrga motnja plimovanja, ki jo povzroči močna gravitacija zvezde.
Nastali naplavin bi nato tvoril prašen obroč, ki počasi pade navznoter in se nabira na površino zvezde. Vendar so v vseh prejšnjih primerih prašne diske in prstane opazili le okoli belih palčkov, ki so bili stari približno milijardo let. To se je zdelo skladno z domnevo, da so starejši beli pritlikavci dejansko izčrpali svojo oskrbo z asteroidi in posledičnimi obročki prahu.
Zaradi tega zadnjega odkritja je J0207 najstarejši in najhladnejši beli škrat, ki ga je bilo kdaj opaziti. Ko je prvič opazila infrardeče signale J0207, je Melina Thévenot mislila, da gre za slabe podatke. Takrat je iskala iskanje po Evropski vesoljski agenciji Gaia arhivi misij za rjave pritlikavce, ki jih je komaj zaznati preko infrardečih emisij.
Po posvetovanju z WISE infrardečimi podatki je ugotovila, da je preveč svetel in oddaljen, da bi bil rjavi škrat. Thévenot je te ugotovitve posredoval ekipi Backyard Worlds: Planet 9, ki je nato pridobila nadaljnja opažanja opazovalnice W. M. Keck na Havajih. Kot je pojasnil Thévenot:
"To je res motivirajoči vidik iskanja. Raziskovalci bodo premikali svoje teleskope, da bi pogledali svetove, ki ste jih odkrili. Najbolj pa uživam v interakciji s super raziskovalno ekipo. Vsi so zelo prijazni in vedno se trudijo, da bi kar najbolje izkoristili naša odkritja. "
Še več, Debes in njegovi sodelavci sumijo, da ima J0207 celo sistem obročev. V svoji študiji predlagajo, da bi to bilo sestavljeno iz dveh različnih sestavnih delov: tanek zunanji obroč, kjer gravitacija belega škrata razbija asteroide, in širši obroč bližje zvezdi. Ta nova opazovanja bodo verjetno prisilila astronome, da ponovno razmislijo o svojih modelih, kako se razvijajo planetarni sistemi.
"Zgradili smo dvoriščne svetove: planet 9 večinoma za iskanje rjavih palčkov in novih planetov v Osončju," je dejal Kuchner. „Toda delo z državljanskimi znanstveniki vedno vodi do presenečenj. So glasni - projekt je ravno praznoval svoj drugi rojstni dan in že so odkrili več kot 1000 verjetno rjavih palčkov. Zdaj, ko smo obnovili spletno mesto z dvojno količino podatkov WISE, se veselimo še bolj vznemirljivih odkritij. "
Razen tega, da bi si prisilili, da ponovno razmisli o tem, kako se planetarni sistem razvija skozi čas, bi lahko ta raziskava dala namige o prihodnosti našega lastnega osončja. Ko bo naše Sonce postalo beli pritlikavec, bo verjetno naslednjih nekaj milijard let porabilo za asteroide in KBO, ki jih preživeli plinski velikani iz svojih pasov vržejo. Glede na to zadnjo raziskavo bi lahko tudi okoli nekaj milijard let pozneje nabiral prah.
In čeprav je bilo to odkritje astronomom blagodejno, kaže tudi, kaj je mogoče zaradi sodelovanja med znanstvenimi organizacijami in državljanskimi znanstveniki. V dobi raziskav eksoplanetov in napredne astronomije zaradi velikega števila podatkov taka sodelovanja niso potrebna le, ampak so zelo donosna.
