En av de fantastiska sakerna med vetenskap är att när du börjar observera ett nytt föremål i rymden, du kan aldrig vara säker på vad du kommer att hitta.

Vi fick en fantastisk påminnelse om detta under observationer för att kontrollera om närliggande stjärnor hade planetariska följeslagare. Våra observationer bekräftade upptäckten av ett par planeter, men gav också en oväntad överraskning.

Begravd bland våra kandidater låg liket av en stjärna – en vit dvärg – en upptäckt som vi tillkännagav denna månad i Astrofysisk tidskrift .

Jakten på stjärnsvängningar

Vår historia börjar med en undersökning som kallas Anglo-Australian Planet Search (AAPS), som tillbringade 17 år på att leta efter främmande världar med det 3,9 meter långa Anglo-Australian Telescope vid Siding Spring Observatory i New South Wales.

Vi säger ofta att en planet kretsar runt en stjärna (Jorden kretsar runt solen, till exempel), men sanningen är lite mer komplicerad. Istället, de två kretsar runt sin gemensamma massacentrum. Som ett resultat, en stjärna som är värd för en planet kommer att vingla, gungar fram och tillbaka över tiden.

Radiella hastighetsmätningar söker efter planeter genom att försöka upptäcka den där avslöjande vinklingen. Under sin livstid, AAPS upptäckte mer än 40 planeter på detta sätt.

Men det är nästan säkert att fler planeter förblev oupptäckta i AAPS-data. Så vi började leta efter dessa dolda världar.

I flera fall hittade vi stjärnor som visade tydliga tecken på en vingling, men för vilka mindre än en hel omloppsbana hade fullbordats. Utan att observera en hel bana, vi vet inte om följeslagarna som orsakar vinklingen är planeter, eller andra stjärnor.

Så hur kan vi räkna ut vad vi har hittat?

Direkt avbildning – ett nytt knep

Vi identifierade 21 stjärnor runt vilka det kunde finnas en planet, men för att vara säker, vi behövde mer data. Tyvärr, AAPS hade slutat, så vi behövde göra något innovativt.

För var och en av våra stjärnor, det fanns två möjligheter:antingen orsakas vinklingen av en planet, eller av något större (som en brun dvärg eller en osynlig stjärnkamrat).

De senaste framstegen inom astronomiska avbildningstekniker innebär att vi nu kan använda världens största teleskop för att titta på närliggande stjärnor och se objekt mycket nära dem – närmare än någonsin tidigare.

Vi använde 8,1 m Gemini-South-teleskopet i Chile för att få högupplösta bilder av våra målstjärnor, för att se om vi kunde se några tidigare gömda följeslagare.

Trots teknikens kraft, alla planeter runt våra mål skulle förbli osynliga. Men om de observerade wobblingarna orsakades av mer massiva föremål, vi borde kunna se dessa objekt och därmed utesluta planethypotesen.

Det speciella fallet med HD 118473

För 20 av våra mål, saker gick som vi förväntade oss. I vissa fall, vi upptäckte en tidigare oupptäckt stjärnkompanjon. I andra, vi kan utesluta enorma följeslagare, ger oss förtroende för närvaron av planeter runt dessa stjärnor.

Men för en stjärna, saker blev konstiga. På basis av wobble-data, vi visste att lägsta möjliga massa följeslagaren kan ha är cirka 0,44 gånger solens massa. Det är alldeles för stort för att vara en planet.

Med så mycket massa, vi förväntar oss att följeslagaren är en stjärna, svagare och svalare än solen, men lätt synlig med Gemini-Syd.

Men när vi tittade på våra bilder, ingen sällskapsstjärna var synlig.

En makaber twist

Den radiella hastighetsdatan är tydlig – det finns en massiv följeslagare som kretsar runt HD118473, får den stjärnan att vingla fram och tillbaka med en period på 5,67 år.

Men det kan inte vara en planet (den är alldeles för massiv), och det kan inte vara en stjärna (vi skulle kunna se det). Så vad kan det vara?

Svaret beror på hur stjärnorna lever och dör.

Stora som stjärnor är, deras tillgång på bränsle är inte obegränsad. Så småningom tar bränslet slut och slutet på stjärnans liv är nära förestående. Ju mer massiv stjärnan, desto mer spektakulärt blir det.

En stjärna som solen kommer så småningom att svälla och bli en röd jätte, kommer sedan att blåsa av sina yttre lager, skapa en spektakulär planetarisk nebulosa, och lämnar efter sig en glödande glöd – dess kärna, nakna och utsatta för rymden.

Den kärnan är en vit dvärg - ungefär lika stor som jorden, men med massan av en stjärna. Mycket liten, jämfört med stjärnan som den kom ifrån, den vita dvärgen svalnar gradvis och bleknar till dunkel under miljarder år.

Mer massiva stjärnor dör våldsamt – som supernovor som överglänser hela galaxer. Men de lämnar också efter sig lik som är svaga och svåra att upptäcka. Neutronstjärnor – storleken på en stad, men med en massa större än solen – och svarta hål – små och osynliga, förutom när de slukar något.

Allt detta för oss tillbaka till vår dolda följeslagare till HD118473 – massan av en stjärna, men för svag för att se. Vad kunde det vara?

En oväntad fornlämning

Det överlägset mest troliga svaret är att den gömda följeslagaren är en vit dvärg. I det avlägsna förflutna, HD118473 var en dubbelstjärna med de två komponenterna som lyser starkt när de kretsade runt sitt gemensamma masscentrum.

Under några miljarder år, Inget förändrat, tills den mer massiva av stjärnorna nådde slutet av sitt liv. Den svällde till att bli en röd jätte och tappade sedan sina yttre lager, lämnar efter sig en vit dvärg, för svag för att vi ska kunna upptäcka.

Den vita dvärgens följeslagare fortsätter genom rymden medan vi talar, fortfarande virvlande i en himmelsk vals med det som finns kvar av sin följeslagare. En dunkel, dold relik för att lura exoplanetjägare, och en påminnelse om hur vetenskapen alltid har en annan överraskning som väntar runt hörnet.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.