W odległym systemie planetarnym astronomowie odkryli pozostałości planety krążącej wokół martwej gwiazdy. Obserwacje te dają naukowcom wgląd w to, jak może wyglądać nasz własny Układ Słoneczny po śmierci Słońca.
Dr Christopher Manser z University of Warwick, główny autor badań, obserwował dysk materii otaczający białego karła o oznaczeniu SDSS J122859.93 + 104032.9 oddalonego od nas o około 410 lat świetlnych. Około jednej czwartej białych karłów otaczają podobne dyski. Badacze uważają, że są to pozostałości po planetach zniszczonych podczas śmierci gwiazdy.
Wykorzystując Gran Telescopio Canarias w La Palma, uczony odkrył pierścień gazu wewnątrz dysku, którego rozmieszczenie sugeruje, że podąża za obiektem, jak ogon komety. Gaz ten może być wytwarzany przez sam obiekt lub przez odparowywanie pyłu ze zderzeń z małymi odłamkami krążącymi w dysku.
Wspomniany obiekt to planetozymal bogaty w żelazo i nikiel, który prawdopodobnie kiedyś był częścią większej planety i który przetrwał śmierć gwiazdy macierzystej. Jego przetrwanie jest tym bardziej zdumiewające, że krąży bliżej gwiazdy niż wcześniej uważano to możliwe. Okrąża białego karła co około dwie godziny.
Odkrycie zostało opublikowane na łamach czasopisma „Science”.
Gdy gwiazdy o rozmiarach zbliżonych do naszego Słońca wykorzystały już całe swoje paliwo, wtedy umierają. Odrzucają swoje zewnętrzne warstwy i w rezultacie zostaje same jądro, które z biegiem lat ochładza się. W ten sposób gwiazdy przeistaczają się w białe karły.
Obiekt znaleziony na orbicie obserwowanego białego karła jest pierwszym, do którego wykrycia zastosowano spektroskopię wykorzystując subtelne zmiany emitowanego światła, aby zidentyfikować dodatkowy gaz emitowany przez planetozymal. Sam dysk odłamków, w którym znajduje się obiekt, powstał w wyniku rozerwanie ciał skalistych złożonych z takich elementów jak żelazo, magnez, krzem i tlen – to cztery kluczowe składniki naszej Ziemi i większości obiektów skalistych.
Astronomowie szacują, że obserwowany obiekt musi mieć co najmniej kilometr, ale może mieć średnicę nawet kilkuset kilometrów, porównywalną z największymi asteroidami znanymi z naszego Układu Słonecznego. Co więcej, ta konkretna gwiazda skurczyła się tak bardzo, że obecna orbita planetozymala znajduje się w oryginalnym promieniu pierwotnej gwiazdy. Dowody sugerują, że obiekt był kiedyś częścią większego ciała znajdującego się na znacznie dalszej orbicie.
- Gwiazda początkowo miała około dwóch mas naszego Słońca, ale teraz biały karzeł to tylko 70 proc. masy naszego Słońca. Jest również bardzo mały - mniej więcej wielkości Ziemi - a to czyni go, a ogólnie wszystkie białe karły, niezwykle gęstym. Grawitacja tego białego karła jest tak silna - około 100 000 razy silniejsza niż grawitacja Ziemi - że typowa asteroida zostanie rozerwana przez siły grawitacyjne, jeśli podejdzie zbyt blisko– powiedział Manser.
- Odkryliśmy planetozymal, który znajduje się głęboko w studni grawitacyjnej białego karła, znacznie bliżej, niż moglibyśmy się spodziewać, że znajdziemy cokolwiek. Obiekt ten musi być bardzo gęsty, dlatego uważamy, że składa się głównie z żelaza i niklu. Gdyby to było czyste żelazo, mogłoby on również przetrwać w tym miejscu, w którym się znajduje, ale równie dobrze mógłby być ciałem bogatym w żelazo, ale z wewnętrzną siłą utrzymującą go w całości, co odpowiada koncepcji, że jest to planetozymal będący masywnym fragmentem jądra planety. Jeśli to prawda, to planeta ta miała średnicę co najmniej setek kilometrów – powiedział profesor Boris Gaensicke, współautor publikacji.
Odkrycie to oferuje wskazówki na temat tego, jakie planety mogą znajdować się w innych systemach planetarnych. Podpowiada także, co czeka nas w odległej przyszłości.
- Gdy gwiazdy się starzeją, stają się czerwonymi olbrzymami, które „oczyszczają” większość wewnętrznych orbit ich systemu planetarnego. W naszym Układzie Słonecznym Słońce rozszerzy się do miejsca, w którym obecnie krąży Ziemia. Zostanie ona zniszczona, tak jak Merkury oraz Wenus. Mars i dalej orbitujące planety przetrwają i prawdopodobnie przesuną nieznacznie swoje orbity dalej od Słońca – powiedział Manser.
- Za 5-6 miliardów lat nasz Układ Słoneczny będzie miał białego karła zamiast Słońca, wokół którego będzie orbitował Mars, Jowisz, Saturn, planety zewnętrzne oraz asteroidy i komety. Oddziaływania grawitacyjne między pozostałymi planetami będą wyrzucać mniejsze obiekty na orbity, na których będą zbliżać się do białego karła, gdzie zostaną zniszczone – dodał.
Źródło: University of Warwick, fot. University of Warwick/Mark Garlick
