Et usynlig medlem av stjernesystemet Kappa Tucanae A kan forklare hvorfor støv gløder ved over 500 ℃ der det egentlig skulle vært borte for lengst. Forskere ved University of Arizona har avslørt en skjult følgestjerne i en ekstremt elliptisk bane. Funnene kan både gi nøkkelkunnskap og skape hodebry i jakten på jordlignende planeter.

Den skjulte følgestjernen

Studien, ledet av postdoktor Thomas Stuber ved Steward Observatory og publisert i The Astronomical Journal, avdekket en tidligere ukjent stjerne som kretser rundt Kappa Tucanae A. Systemet ligger rundt 70 lysår fra Jorden.

Følgestjernen følger en svært avlang bane og passerer ved nærmeste punkt bare 0,3 astronomiske enheter fra hovedstjernen – nærmere enn noen planet i vårt solsystem kommer Solen.

“Considering the Kappa Tucanae A system was observed many times before, we did not even expect to find this companion star,” sier Stuber.

Teknologien som avslørte den

Oppdagelsen ble gjort med interferometri, som kombinerer lys fra flere teleskoper for å gi oppløsningen til ett mye større instrument. Teamet brukte European Southern Observatorys MATISSE-instrument og oppnådde den høyeste kontrasten noensinne ved deteksjon av en følgestjerne med denne teknologien.

Hvorfor finnes støvet i det hele tatt?

Rundt Kappa Tucanae A ligger svært varmt støv – partikler på størrelse med røyk – så nær stjernen at intens varme og stråling skulle ha ødelagt dem nesten umiddelbart.

“If we see dust in such large amounts, it needs to be replaced rapidly, or there needs to be some sort of mechanism that extends the lifetime of the dust,” sier Stuber.

Den nyoppdagede følgestjernen beveger seg rett gjennom støvsonen, noe som sterkt peker mot at den er med på å holde støvet i live.

“There's basically no way that this companion is not somehow connected to that dust production,” sier medforfatter Steve Ertel ved Steward Observatory. “It has to be dynamically interacting with the dust.”

Konsekvens for planetjakt

Det såkalte “hotte eksosodiakale støvet” er en av de største hindringene i jakten på jordlignende planeter. NASAs planlagte Habitable Worlds Observatory, forventet på 2040-tallet, skal blokkere stjernelys med avanserte koronografer for å gjøre svake planeter synlige. Varmt støv skaper imidlertid spredt lys som kan skjule signalene fra potensielt beboelige verdener.

• Avstand: ca. 70 lysår fra Jorden
• Støvtemperatur: over 500 ℃
• Nærpassering: følgestjernen kommer innenfor 0,3 AU
• Metode: interferometri med ESO’s MATISSE
• Publisering: The Astronomical Journal, ledet av Thomas Stuber

Et miljø for ny innsikt

Gjennombruddet bygger på flere tiår med lederskap innen interferometri ved Steward Observatory. Observatoriets Large Binocular Telescope Interferometer (LBTI), finansiert av NASA og lokalisert på Mount Graham, har transformert studiet av eksosodiakalt støv og gjort Steward til et globalt senter for denne forskningen.

Oppdagelsen åpner nå for å undersøke hvordan følgestjernen faktisk påvirker støvet. Forskerne vil lære mer om opphav, sammensetning, partikkelstørrelser og fordeling. Arbeidet kan også avklare om magnetfelt fanger ladede partikler, slik George Rieke og András Gáspár har foreslått, eller om hyppig kometaktivitet fornyer støvet.

Funnene antyder at andre stjerner med varmt støv kan ha tilsvarende, hittil uoppdagede følgestjerner. Derfor planlegger forskere ved Steward Observatory å granske tidligere observerte systemer på nytt.

“This makes it even more exciting to now have this unique system that opens up new pathways to explore the enigmatic hot exozodiacal dust,” sier Stuber.

Konklusjon: Kappa Tucanae A fremstår som et naturlig laboratorium for ekstreme stellare interaksjoner. Samspillet mellom følgestjernen og det varme støvet kan gi avgjørende innsikt i miljøene astronomer vil møte når de leter etter jordlignende planeter i årene som kommer.