Ergens in de melkweg begon een witte dwergster plotseling helder te schijnen. En nu begrijpen we de gewelddadige ramp die het veroorzaakte: het zwaartekrachtsveld van de ster scheurde de asteroïde in stukjes en verspreidde zijn metalen stukjes in een glanzende halo rond de ster.
Er is geen telescoopvideo van een asteroïde die in de ruimte uiteenspat. Maar dit is wat we wel weten: er is een witte dwergster in ons sterrenstelsel die jarenlang een constante hoeveelheid mid-infrarood (MIR) licht uitzond. In 2018 veranderden deze emissies. In de loop van zes maanden werd het sterrenlicht vanaf dat punt in de ruimte ongeveer 10% intenser in het MIR-spectrum - en dat punt wordt nog steeds helderder. De onderzoekers denken dat dat komt door een nieuw gevormde wolk van metallisch stof tussen de aarde en de ster, waarschijnlijk als gevolg van het recente uiteenvallen van de asteroïde.
Voor een buitenstaander klinkt het misschien contra-intuïtief dat een stofwolk een ster er helderder uit zou laten zien. Maar Tinggui Wang, een astronoom aan de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China en hoofdauteur van een artikel dat de gebeurtenis beschrijft, zei dat de verheldering zinvol is als je nadenkt over hoe de ster en de wolk met elkaar omgaan.
"Wanneer het puin op onze gezichtslijn naar de ster ligt, zou de ster dimmen," vertelde hij WordsSideKick.com. 'Het puin bedekt echter maar een klein deel van de lucht, dus de kans om op het gezichtsveld te zijn is klein.'
Hoewel afzonderlijke stukjes puin klein zijn en elk slechts een klein stukje lucht bedekken, is de hele wolk groot - veel groter dan de ster. Onder normale omstandigheden bereiken alleen fotonen die direct uit de ster uit de aarde vliegen menselijke telescopen. Maar de cloud verandert dat. Lichtstralen die in allerlei richtingen zijn gericht, raken de wolk van het puin, verhitten het en zorgen ervoor dat de stukjes asteroïde MIR-licht uitstralen. Dat licht bereikt ook de aarde, hoewel de lichtstralen die het normaal veroorzaakten dat niet zouden hebben. Het resultaat is een groter gloeiend deel van de hemel dat onze telescopen registreren als een piek in het licht, zei Wang.
Stel je een zwakke zaklamp in de verte voor op een heldere nacht. Als het recht naar u is gericht, merkt u het misschien op als een dun lichtpuntje. Maar als je de zaklamp door de golvende stoom van een mistmachine laat schijnen, is er een veel groter, helderder voorwerp dat je in de gaten houdt, zelfs als de kracht van de lichtbron hetzelfde blijft.
Astronomen hebben eerder zulke puinwolken in de ruimte gezien, zei Malena Rice, een expert in de astronomie van puinschijven rond verre sterren en promovendus aan de Yale University Department of Astronomy. En ze hebben bewijs gezien van niet-sferische objecten, waarschijnlijk asteroïden die in een baan om objecten buiten ons zonnestelsel draaien - mogelijk een andere witte dwerg. Maar dit is misschien de eerste keer dat astronomen een asteroïde zien uiteenvallen in een puinwolk rond een ster.
"Dit proces wordt al meer dan een decennium getheoretiseerd", vertelde Rice, die niet betrokken was bij het onderzoek, aan WordsSideKick.com. 'Maar tot nu toe hebben we nooit de kans gehad om het volledige verstoringsproces in actie te bestuderen.'
Dus, wat had de asteroïde in stukken kunnen scheuren? Wang en zijn collega's concludeerden dat het waarschijnlijk een zwaartekrachtseffect was dat getijdenverstoring wordt genoemd.
'Een witte dwerg is een heel compacte ster', zei Wang. 'Als zodanig kan de gradiënt van het zwaartekrachtveld dicht bij de ster erg groot zijn', wat betekent dat de zwaartekracht in korte tijd sterk kan veranderen.
Stel je voor dat je in de ruimte zweefde, in een baan om een ster draaide met je voeten erop gericht. De zwaartekracht op je voeten zou groter zijn dan de zwaartekracht op je schouders. Als je nu op aarde staat, ervaar je hetzelfde effect, hoewel het verschil - het verloop - zo minimaal is dat je het niet merkt.
In de steile zwaartekrachtvelden dicht bij witte dwergen, zei Wang, kunnen hellingen zo intens worden dat ze de krachten die een object bij elkaar houden overweldigen. Grote asteroïden zijn aan elkaar gelijmd met hun eigen zwaartekracht, maar die zwaartekracht is niet zo sterk als de hellingen dichtbij witte dwergen. Wanneer asteroïden die getijdengebieden passeren, geloven astronomen dat ze uiteenspatten en als een wolk door de ruimte smeren.
Dit heeft te maken met de reden waarom sommige planeten worden omringd door stofringen en niet alleen door manen, zei Rice. De zwakkere getijdenkrachten van grote planeten kunnen ervoor zorgen dat de materie in hun ringen niet samenklontert tot ballen.
De astronomen zijn er zeker van dat het puin in dit geval niet afkomstig was van een komeet, zei Wang, omdat kometen zo snel bewegen dat het puin snel de onmiddellijke warme buurt rond de ster zou verlaten en zou afkoelen. Het is mogelijk dat een rotsachtige planeet is opgeblazen, zei hij, maar de onderzoekers geloven dat een kleiner object met een asteroïde waarschijnlijker is. (Het precieze onderscheid tussen een grote asteroïde en een kleine planeet kan een beetje vaag zijn. Maar als het gaat om andere sterrenstelsels gebruiken astronomen gewoonlijk "exoasteroid" om te verwijzen naar kleinere, gekartelde metalen en rotsobjecten en "exoplanet" om te verwijzen naar objecten groot genoeg dat hun zwaartekracht hen tot sferen heeft gevormd.
Op dit moment cirkelt de puinwolk nog steeds rond de ster, die de naam WD 0145 + 234 draagt. Na verloop van tijd zal die wolk echter op het stellaire oppervlak vallen, zei Wang. Dat onfeilbare puin, gemaakt van metaal en misschien wat warm gas, zou kunnen verklaren hoeveel witte dwergen eindigen met bewijs van aanzienlijke metaalvervuiling in hun sterrenlicht.
