Astronomowie odkryli dużą planetę wielkości Neptuna krążącą wokół gwiazdy białego karła. Planeta jest czterokrotnie większa od gwiazdy, a biały karzeł powoli niszczy planetę: ciepło z białego karła odparowuje materiał z atmosfery planety, tworząc ogon podobny do komety.
Biały karzeł jest stanem końcowym gwiazd takich jak nasze Słońce. Gdy gwiazda podobna do Słońca zaczyna brakować paliwa, zmienia się w czerwonego giganta. Podczas tej fazy znaczna część masy gwiazdy jest zrzucana w przestrzeń kosmiczną. Potem pozostaje zwarty, stosunkowo fajny biały karzeł.
Biały karzeł to głównie zużyta siła w kategoriach gwiazd. Jest w stanie końcowym, nie emitując energii podobnej do tej, którą kiedyś. Ale nadal jest wystarczająco promieniujący, aby pozbawić atmosferę planety. I tak dzieje się z gwiazdą w tym badaniu o nazwie WDJ0914 + 1914.
Biały karzeł w tym badaniu znalazł się wśród 10 000 ankietowanych przez Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Pracując z danymi Sloana, astronomowie z Warwick analizowali światło pochodzące od białego karła. Subtelne, ale wykrywalne zmiany światła pochodziły z układu, który pozwolił astronomom zidentyfikować obecne elementy.
Wykryli niewielkie skoki wodoru, tlenu i siarki. Wodór był niezwykły, ponieważ białe karły składają się głównie z tlenu i węgla, a tlenu i siarki nigdy wcześniej nie widziano w takiej sytuacji. Przyjrzeli się bliżej Very Very Telescope (VLT) i odkryli, że kształt trzech elementów wskazuje na obecność pierścienia gazu wokół WDJ0914 + 1914.
„Taki system nigdy wcześniej nie był widziany i od razu stało się dla mnie jasne, że była to wyjątkowa gwiazda.”
Dr Boris Gaensicke, University of Warwick.
Początkowo naukowcy sądzili, że widzą gwiazdę podwójną.
Dr Boris Gaensicke z University of Warwick jest głównym autorem jednego z badań. W komunikacie prasowym powiedział: „Na początku myśleliśmy, że była to gwiazda podwójna z dyskiem akrecyjnym utworzonym z masy przepływającej między dwiema gwiazdami. Jednak nasze obserwacje pokazują, że jest to pojedynczy biały karzeł z krążkiem wokół niego około dziesięciokrotnie większym od naszego Słońca, zbudowanym wyłącznie z wodoru, tlenu i siarki. Taki system nigdy wcześniej nie był widziany i od razu stało się dla mnie jasne, że była to wyjątkowa gwiazda. ”
Po dalszej analizie astronomowie stwierdzili, że biały karzeł gromadził tlen i siarkę z dysku. Byli w stanie przeanalizować skład samego dysku i odkryli, że pasuje on do głębszych warstw planet w naszym Układzie Słonecznym, takich jak Neptun i Uran, oba lodowe olbrzymy.
Chociaż fuzja ustała dawno temu, biały karzeł ma nadal około 28 000 stopni Celsjusza. Wydziela wystarczającą ilość energii, aby zbombardować niewidzialną planetę i odparować jej materiał. Obliczenia zespołu pokazują, że około 3000 ton materiału jest usuwane z dysku na sekundę.
Dr Gaensicke powiedział: „Ta gwiazda ma planetę, której nie widzimy bezpośrednio, ale ponieważ gwiazda jest tak gorąca, że paruje planetę i wykrywamy, że traci atmosferę”.
„Odkrycie to jest dużym postępem, ponieważ w ciągu ostatnich dwóch dekad mieliśmy coraz więcej dowodów na to, że układy planetarne przetrwały do stadium białego karła”.
DR. BORIS GAENSICKE, UNIWERSYTET WARWICK.
Nie wszystkie białe karły są tak gorące jak ten. Oznacza to, że wykrycie planet krążących wokół nich tą samą metodą prawdopodobnie nie jest możliwe. Ale musi być ich więcej. W rzeczywistości na Drodze Mlecznej może być nawet 10 miliardów białych karłów. Jaki procent z nich jest wystarczająco gorący, aby planety mogły z nimi współdziałać w ten sposób, to pytanie otwarte.
„Może istnieć wiele chłodniejszych białych karłów, które mają planety, ale brakuje im fotonów o wysokiej energii niezbędnych do napędzania parowania, więc nie bylibyśmy w stanie ich znaleźć tą samą metodą” - powiedział dr Gaensicke. „Jednak niektóre z tych planet mogą być wykrywalne przy użyciu metody tranzytu, gdy Wielki Synoptyczny Teleskop Przeglądowy znajdzie się na niebie.” (Ten teleskop może zostać przemianowany na Vera Rubin Survey Telescope.)
Coraz więcej dowodów wskazuje, że planety mogą przetrwać w fazie białego karła swojej gwiazdy. To odkrycie dodaje wagi tym dowodom.
„To odkrycie jest dużym postępem, ponieważ w ciągu ostatnich dwóch dekad mieliśmy coraz więcej dowodów na to, że układy planetarne przetrwały do stadium białego karła”, powiedział dr „Widzieliśmy wiele planetoid, komet i innych małych obiektów planetarnych uderzających w białe karły, a wyjaśnienie tych wydarzeń wymaga większych ciał o masie planetarnej. Ważnym krokiem jest posiadanie dowodów na istnienie rozrzuconej planety. ”
Według dr Matthiasa R. Schreibera, głównego autora drugiego artykułu, system WDJ0914 + 1914 to spojrzenie w przyszłość. „W pewnym sensie WDJ0914 + 1914 daje nam wgląd w bardzo odległą przyszłość naszego własnego układu słonecznego.”
W końcu nasze Słońce podzieli los tego białego karła. Stanie się czerwonym gigantem, rozszerzającym się i otaczającym Merkurego, Wenus i Ziemię. (Może nawet Mars.) Po tym, za około 6 miliardów lat, będzie to biały karzeł. Jeśli gazowi olbrzymy i lodowi olbrzymy w naszym Układzie Słonecznym migrują wystarczająco blisko gwiazdy, ich materiał może zostać rozebrany na dysk, podobnie jak WDJ0914 + 1914 robi swojemu lodowemu gigantowi.
W artykule towarzyszącym astronomowie wskazują, co się stanie. Nasze przyszłe Słońce wyemituje wystarczającą liczbę fotonów o wysokiej energii, aby oderwać materiał od Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. Część tego gazu przedostanie się do dysku, a następnie do samego Słońca. Przyszli astronomowie, jeśli będą, będą mogli zobaczyć to tak samo, jak my.
Zespół mógł również przypadkowo znaleźć sposób na badanie atmosfery egzoplanet.
W komunikacie prasowym dr Schreiber skomentował: „Byliśmy oszołomieni, kiedy zdaliśmy sobie sprawę, że obserwując gorące białe karły, potencjalnie widzimy sygnatury z pozasłonecznych planet. Chociaż ta hipoteza wymaga dalszego potwierdzenia, może rzeczywiście otworzyć drzwi do zrozumienia atmosfery planet pozasłonecznych. ”
Po raz drugi astronomowie znaleźli planetę w nieoczekiwanym miejscu. W listopadzie astronomowie korzystający z danych TESS znaleźli planetę krążącą wokół czerwonego olbrzyma. W obu tych przypadkach wszelkie planety w tych pozycjach powinny zostać zniszczone, gdy ich gwiazdy rozrosną się w czerwone olbrzymy.
Ale teraz, gdy dwa zostały odkryte, prawdopodobnie będzie ich więcej, znacznie więcej. W drugim artykule autorzy wywnioskowali, że 1 na 10 000 białych karłów usuwa atmosferę z planet. Gdyby na Drodze Mlecznej znajdowało się 10 miliardów białych karłów, byłoby ich 1 milion z planetami wykrywalnymi zimnem spektroskopowo. To z pewnością zmieni nasze rozumienie ewolucji systemów słonecznych.
Astronomowie z University of Warwick w Wielkiej Brytanii i University of Valparaiso w USA dokonali tego odkrycia. Ich badania zostały opublikowane w dwóch artykułach. Jeden artykuł zatytułowany jest „Akrecja gigantycznej planety na gwiazdę białego karła” i został opublikowany w Nature. Drugi artykuł zatytułowany jest „Zimne gigantyczne planety odparowane przez gorące białe karły” i został opublikowany w Astrophysical Journal Letters.
Więcej:
- Informacja prasowa: Ukryta gigantyczna planeta odkryta wokół maleńkiej gwiazdy białego karła
- Artykuł badawczy: Zimne gigantyczne planety odparowane przez gorące białe karły
- Artykuł badawczy: Akrecja gigantycznej planety na gwiazdę białego karła
- Space Magazine: Wydaje się to niemożliwe, ale jakoś ta planeta przetrwała fazę Czerwonego Wielkiego Giganta
